Согласно функции мембраны можно различить три основных способа использования RCM.
Экстрактор (Extracteur)
В случае равновесной реакции А+ВÛ
С+D селективное извлечение продукта D мембраной приводит к смещению равновесия, поэтому выход продукта здесь выше выхода, полученного в обычном реакторе. Возможно было бы работать и в более экономичных условиях, если бы реакции способствовала повышенная температура (гидрогенизация). Если фактор разделения повышен, то возможно выделить оба продукта отдельно.
Именно этот тип RCM был исследован первым и является поэтому более изученным. Экстрактор является, в частности, объектом многочисленных модельных исследований. Большая часть RCM типа экстрактора обычно объединяет мембрану и каталитический слой (подвижный и неподвижный); случай каталитической мембраны наиболее редок.
Распределитель (Distributeur)
В случае последовательной реакции А+ВÞ
С+ВÞ
D искомый продукт – продукт первого присоединения (С).
Во многих случаях контроль парциального давления вещества В позволяет увеличить селективность по С. Это можно осуществить с помощью мембраны, распределяющей В по длине реактора. По отношению к обычному реактору вводится то же количество В, но распределяется по реактору небольшое соотношение В/А, способствуя тем самым образованию первого продукта С.
RCM типа распределителя интересны еще и способностью разделять реагенты, что позволяет в некоторых случаях избавиться от существенных ограничений, например, в случае воспламеняемости реакционной смеси.
Контактор (Contacteur)
Реакторы этого типа используют каталитическую мембрану. По отношению к обычному реактору мембрана, вследствие своей особой геометрии, играет роль контактора, управляющего взаимодействием между реагентами и активной фазой. Поры мембраны располагаются с двух сторон – входов в мембрану, чего нет в случае обычного катализатора. Именно эта общая характеристика, связанная с мембранной геометрией, используется в RCM типа контактора.
Различают два вида контакторов:
Межфазные контакторы
Мембрана играет роль границы раздела фаз между двумя несмешивающимися реагентами (газ–жидкость, органическая фаза–вода), которые смачивают ее стенки. Граница раздела фаз между двумя реагентами может существовать в поре, содержащей катализатор, что является трудным или практически невозможным в обычной системе. Этот тип RCM позволяет в некоторых случаях находить решение проблем, связанных с ограничением переноса к активной поверхности.
Проточные контакторы
В этом случае смесь из двух реагентов проходит через каталитическую мембрану. Рабочие параметры (в частности, градиент трансмембранного давления) позволяют управлять временем пребывания реагентов и различных продуктов реакции внутри активной поры, которое является наиболее трудно определяемым параметром в случае обычной поры.