Способ получения синтез-газа из углеродсодержащего материала

В настоящей заявке описан способ получения синтез-газа из углеродсодержащего материала,включающий: (а) обеспечение смеси, включающей углеродсодержащий материал и жидкую среду;(b) воздействие на смесь высокой скорости сдвига в условиях газификации с получением потока,обработанного с высокой скоростью сдвига и включающего синтез-газ; и (с) отделение продукта,включающего синтез-газ, от потока, обработанного с высокой скоростью сдвига. В настоящей заявке описан также способ получения жидкого продукта. Способ включает получение дисперсии,включающей пузырьки газа, диспергированные в жидкой фазе в устройстве с высокой скоростью сдвига, причем средний диаметр пузырьков газа меньше чем примерно 1,5 мкм; приведение дисперсии в контакт с многофункциональным катализатором с получением жидкого продукта и выделение жидкого продукта. В одном из вариантов реализации изобретения жидкий продукт выбран из группы, состоящей из углеводородов С 2+, кислородсодержащих соединений С 2+ и их комбинаций. Перекрестная ссылка на родственные заявки В соответствии с положениями 119 (е) Раздела 35 Свода законов США настоящая заявка испрашивает приоритет согласно предварительной заявке на патент США 61/231261, поданной 4 августа 2009 г. Настоящая заявка является частично частичным продолжением заявки на патент США 12/140763, поданной 17 июня 2008 г., которая в соответствии с положениями 119 (е) Раздела 35 Свода законов США испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 60/946444, поданной 27 июня 2007 г., и предварительной заявки на патент США 61/039235, поданной 25 марта 2008 г. Настоящая заявка является также частичным продолжением заявки на патент США 12/138269, поданной 12 июня 2008 г., которая в соответствии с положениями 119 (е) Раздела 35 Свода законов США испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США 60/946468, поданной 27 июня 2007 г. Содержание каждой из вышеупомянутых заявок полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки. Область техники Настоящее изобретение, в целом, относится к производству синтез-газа из углеводородных источников, таких как каменный уголь, торф, кокс, метан, биогаз, коксовый газ и других углеводородных источников. Настоящая заявка относится также к превращению легких газов (таких как окись углерода,двуокись углерода, метан, водород и/или вода) в углеводороды и/или жидкие кислородсодержащие соединения. В частности, изобретение относится к устройству и способам для производства жидких кислородсодержащих соединений и/или углеводородов с использованием высокой скорости сдвига. Уровень техники Растущее количество выбросов диоксида углерода является причиной глобального потепления. Это большая проблема, требующая решения со стороны ученых и правительств из-за того влияния, которое она оказывает на окружающую среду. Все более широкое использование ископаемого топлива в качестве источника энергии и тепла является основной причиной увеличения выбросов диоксида углерода. Сжигание ископаемого топлива - это экзотермический процесс, в котором выделяющаяся энергия обычно используется для нагревания и/или превращения в другие формы энергии, такие как механическая энергия. Широко распространены также химические реакции окисления углеводородов, такие как окисление этилена, реакции Фишера-Тропша и другие реакции. Состав получающихся продуктов горения углеводородов зависит от состава углеводорода, но основными продуктами являются двуокись углерода и вода. Считают, что выброс большого количества диоксида углерода в атмосферу наносит вред окружающей среде, поэтому предпринимаются попытки снижения выбросов диоксида углерода для того, чтобы уменьшить отрицательное воздействие выбросов на окружающую среду. Эффективное решение проблемы отрицательного воздействия выбросов диоксида углерода на окружающую среду должно приводить к фактическому уменьшению выбросов диоксида углерода. Технологии извлечения диоксида углерода могут потреблять большое количество энергии, той энергии, которую получают из ископаемого топлива, и, таким образом, фактическое уменьшение выбросов диоксида углерода либо незначительно, либо его нет, или, в худшем случае, производство диоксида углерода фактически увеличивается. Процесс, который позволяет повторно использовать двуокись углерода для производства ценного продукта, такого как топливо или химической сырье, был бы очень полезен для уменьшения предполагаемого влияния диоксида углерода на глобальное потепление. Кроме того, было бы полезно разработать процесс для превращения диоксида углерода в жидкое топливо, которое можно транспортировать и/или использовать в качестве сырья для процессов переработки нефти или нефтехимических процессов. Метан является важным компонентом органических реакций, использующихся в промышленности,а также важным источником энергии. Содержание метана в природном газе может варьировать в интервале от примерно 40 об.% до примерно 95 об.%. Другими составляющими природного газа могут быть этан, пропан, бутаны, пентан (и более тяжелые углеводороды), сероводород, двуокись углерода, гелий и азот. Жидкий природный газ имеет плотность 0,415 и температуру кипения минус 162 С. Следовательно,он с трудом поддается транспортировке в жидком виде, за исключением перевозки морским транспортом в очень больших емкостях с малым отношением поверхности к объему. Для крупномасштабного использования природного газа часто требуется сложная и протяженная система трубопроводов. Значительная доля разведанных запасов природного газа связана с удаленными месторождениями, доступ к которым затруднен. Для многих из этих месторождений прокладка трубопроводов для доставки газа к потенциальным потребителям экономически не выгодна. В отрасли давно ведутся поиски экономичных способов транспортировки газа с удаленных месторождений с использованием превращения газа в жидкость. Хорошо известен способ многоступенчатого превращения метана в метанол с использованием парового риформинга для производства синтез-газа на первой стадии и последующего каталитического синтеза метанола. Помимо технической сложности и высокой стоимости этого двухстадийного, непрямого синтеза, метанол пользуется ограниченным спросом на рынке, и, таким образом, данный процесс не может рассматриваться как практичный способ использования природного газа с удаленных месторождений. Способ, который обеспечивает эффективные способы каталитического превращения метанола в бензин, описан в патенте США 3894107 (Баттер с соавт. (Butter et al Несмотря на то что рынок сбыта бензина больше, чем рынок сбыта метанола, и, несмотря на то что этот процесс реально использовался в Новой Зеландии, он сложен, а его целесообразность оказывается ограниченной теми ситуациями, когда стоимость поставки бензина из альтернативных источников высока. Из-за высокой стоимости производства бензина по этому способу, эксплуатация процесса была прекращена. Попытки провести частичное окисление метана в жидкие соединения (такие как метанол или этанол) в газовой фазе были недостаточно успешными из-за трудностей контроля имеющих место процессов с участием свободных радикалов. Так как метанол более реакционноспособен чем метан, невозможно было избежать нежелательного образования СО и CO2 за счет вторичного горения. Несмотря на то что сообщалось о различных катализаторах, главным образом оксидах металлов, для частичного окисления метана в метанол, для реакции требовалась высокая температура, а те выходы метанола, о которых сообщалось, как правило, не превышали 10%. О других подходах к превращению метана в метанол сообщали Бьернум (Bjerrum), патент США 6380444; Периана (Periana), патент США 5233113; и Чанг (Chang), патент США 4543434. Общая реакционная система, применяющаяся в этих подходах, использует небольшое количество инициатора свободных радикалов (кислота), который отнимает атом водорода у метана с образованием метиловых радикалов и небольшого количества кислоты. В некоторых патентах показано, что метан можно превратить в метилбисульфат в одностадийном процессе с использованием благородного металла VIII группы(такого как платина или палладий) в качестве катализатора и сильной неорганической кислоты, такой как серная кислота. Другие патенты описывают процессы, которые не используют катализатор для превращения метана в метанол (например, европейский патент 1558353). Аналогичным образом для превращения метана в метанол использовались также хлорсодержащие и другие галогенсодержащие кислоты и другие жидкости. Для этих процессов характерны проблемы с коррозией при повышенной температуре,относительно низкие выходы метанола и образование нежелательных побочных продуктов. Заявка на патент США 7282603, поданная Ричардсом (Richards), описывает безводную переработку метана в метансульфоновую кислоту, метанол и другие соединения и дает обзор некоторых предшествующих подходов к превращению метана в метанол. В подходе Ричардса удается избежать использования или образования воды и используется соединение, инициирующее свободные радикалы, такое как газообразный галоген или Маршаллова (пероксидисерная) кислота для образования метиловых радикалов. Существующие способы и технологическое оборудование для производства жидкостей из метана,как правило, имеют различные ограничения, такие как ограничения по массовому расходу и выходу продукта, и ограничения по требованиям к размеру установки и потреблению энергии. Таким образом, с учетом уровня техники в данной области существует потребность в эффективных и экономичных способах и системах для превращения диоксида углерода и/или низкомолекулярных алканов в ценные продукты в таких способах и системах, в которых выбросы диоксида углерода в окружающую среду могут быть снижены, и/или в такой системе и процессе, в которых поток легкого газа,включающего в себя двуокись углерода и/или метан, может быть превращен в жидкий продукт. Описанная в настоящей заявке система и процесс для превращения диоксида углерода в углеводороды и/или кислородсодержащие соединения за счет использования реактора с высокой скоростью сдвига направлена на решение проблемы парникового газа. Такие системы и способы должны обеспечить повышенную селективность и выход жидких кислородсодержащих соединений и степень превращения метана и/или диоксида углерода, одновременно с этим позволяя работать в более благоприятных условиях рабочей температуры, давления и/или времени реакции. Краткое описание изобретения В настоящей заявке раскрыт способ получения синтез-газа из углеродсодержащего материала, способ включает: (а) обеспечение смеси, включающей углеродсодержащий материал и жидкую среду; (b) воздействие на смесь высокой скорости сдвига в условиях газификации с получением потока, обработанного высокой скоростью сдвига и включающего синтез-газ; и (с) отделение продукта, включающего синтез-газ от потока, обработанного высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения стадия (b) воздействие на смесь высокой скорости сдвига с получением потока, обработанного с высокой скоростью сдвига, включающего в себя синтез-газ, включает в себя приведение смеси в контакт по меньшей мере с одним газом или паром, выбранным из группы, состоящей из водяного пара, водорода, воздуха, кислорода и попутного газа. В одном из вариантов реализации изобретения способ дополнительно включает в себя приведение смеси в контакт с катализатором, который способствует образованию синтез-газа. В одном из вариантов реализации изобретения способ дополнительно включает в себя повторное использование на стадии (а) отделенного на стадии (с) непрореагировавшего углеродсодержащего материала, отделенной жидкой среды или их обоих. В одном из вариантов реализации изобретения углеродсодержащий материал включает кокс, каменный уголь, торф, природный газ или их комбинацию. В некоторых случаях каменный уголь выбран из группы, состоящей из битуминозного угля, антрацита и лигнита. В одном из вариантов реализации изобретения углеродсодержащий материал включает в себя порошкообразный каменный уголь или метан угольного пласта. В одном из вариантов реализации изобретения способ дополнительно включает в себя использование по меньшей мере части синтез-газа для получения жидкого продукта, включая получение дисперсии синтез-газа в жидкой фазе. В одном из вариантов реализации изобретения использование по меньшей мере части синтез-газа для получения жидкого продукта, включая проведение каталитической реакции с участием по меньшей мере части синтез-газа с получением углеводородов, полученных по методу Фишера-Тропша. В одном из вариантов реализации изобретения жидкий продукт включает в себя жидкие углеводороды и спирты. В одном из вариантов реализации изобретения жидкий продукт включает преимущественно жидкие углеводороды, преимущественно спирты, или, по существу, равные количества спиртов и жидких углеводородов. В одном из вариантов реализации изобретения жидкая фаза включает один или несколько жидких углеводородов, полученных по методу Фишера-Тропша, один или несколько спиртов или их комбинацию. В одном из вариантов реализации изобретения способ получения дисперсии включает введение синтез-газа и жидкого носителя в устройство с высокой скоростью сдвига, включающее по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор и обеспечивающее линейную скорость конца лопасти по меньшей мере 23 м/с, причем линейная скорость конца лопасти определяется какDn, где D - это диаметр по меньшей мере одного ротора, и n - частота вращения. В одном из вариантов реализации изобретения способ дополнительно включает введение дисперсии в реактор, включающий неподвижный слой катализатора или кипящий слой катализатора. В одном из вариантов реализации изобретения способ производства жидкого продукта, включающего спирт, из синтез-газа включает введение синтез-газа, полученного с использованием описанного здесь способа, и жидкого носителя в устройство с высокой скоростью сдвига, включающее по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор соответствующей формы; и воздействие на содержимое устройства с высокой скоростью сдвига, скоростью сдвига по меньшей мере 10000 с-1, причем линейная скорость конца лопасти определяется как Dn,где D - это диаметр по меньшей мере одного ротора, и n - частота вращения. В настоящей заявке раскрыт также способ получения жидкого продукта. Способ включает получение дисперсии, включающей пузырьки газа, диспергированные в жидкой фазе, в устройстве с высокой скоростью сдвига, причем средний диаметр газовых пузырьков меньше чем примерно 1,5 мкм; приведение дисперсии в контакт с многофункциональным катализатором с получением жидкого продукта и выделение жидкого продукта. В одном из вариантов реализации изобретения жидкий продукт выбран из группы, состоящей из углеводородов С 2+, кислородсодержащих соединений С 2+ и их комбинаций. В одном из вариантов реализации изобретения газ выбран из группы, состоящей из диоксида углерода, метана, этана, пропана, бутана, пентана, метанола и их комбинаций. В одном из вариантов реализации изобретения газ включает источник водорода или жидкая фаза включает источник водорода. В одном из вариантов реализации изобретения газ включает синтез-газ. В некоторых случаях синтез-газ получают с использованием риформинга природного газа. В некоторых случаях синтез-газ получают газификацией твердых веществ. В одном из вариантов реализации изобретения твердое вещество выбрано из группы, состоящей из каменного угля,биомассы и биологически возобновляемых веществ. В одном из вариантов реализации изобретения многофункциональный катализатор ускоряет реакции Фишера-Тропша. В одном из вариантов реализации изобретения многофункциональный катализатор ускоряет реакции дегидрогенирования. В одном из вариантов реализации изобретения многофункциональный катализатор ускоряет реакции образования спирта. В одном из вариантов реализации изобретения многофункциональный катализатор ускоряет по меньшей мере две из следующих реакций: дегидрогенирования, диссоциации воды, диссоциации диоксида углерода, риформинга синтез-газа и синтеза спирта. В одном из вариантов реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига, включает каталитическую поверхность. В настоящей заявке описана система для получения жидкого продукта, включающая по меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига, включающее по меньшей мере один вход, по меньшей мере один выход, по меньшей мере один статор и по меньшей мере один ротор,разделенные рабочим зазором, причем рабочий зазор - это минимальное расстояние между по меньшей мере одним ротором и по меньшей мере одним статором, и при этом перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига способно создавать линейную скорость конца лопасти по меньшей мере одного ротора больше чем 22,9 м/с (4500 футов в минуту); и насос, сконфигурированный для подачи жидкого потока, включающего жидкую среду, через по меньшей мере один вход, к перемешивающему устройству с высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения система дополнительно включает реактор, включающий по меньшей мере один вход и по меньшей мере один выход, причем по меньшей мере один вход соединен с возможностью пропускания текучей среды по меньшей мере с одним выходом устройства с высокой скоростью сдвига и по меньшей мере один выход реактора сконфигурирован для извлечения жидкого продукта. В одном из вариантов реализации изобретения реактор является реактором Фишера-Тропша, реактором с неподвижным слоем или суспензионным реактором. В одном из вариантов реализации изобретения реактор включает многофункциональный катализатор. В одном из вариантов реализации изобрете-3 024157 ния многофункциональный катализатор ускоряет как реакции Фишера-Тропша, так и реакции образования спиртов, или как реакции дегидрогенирования, так и реакции образования спиртов. В одном из вариантов реализации изобретения многофункциональный катализатор ускоряет по меньшей мере две из следующих реакций: дегидрогенирования, диссоциации воды, диссоциации диоксида углерода, риформинга синтез-газа и синтеза спирта. В одном из вариантов реализации изобретения перемешивающее устройство системы с высокой скоростью сдвига, включает каталитическую поверхность. Далее в настоящей заявке описана система для получения синтез-газа из углеродсодержащего материала. Система включает устройство для обеспечения смеси, включающей углеродсодержащий материал и жидкую среду; по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига, включающее по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор соответствующей формы, и сконфигурированное для действия на смесь высокой скоростью сдвига с получением потока включающего синтез-газ и обработанного высокой скоростью сдвига, в котором по меньшей мере один ротор сконфигурирован для обеспечения линейной скорости конца лопасти по меньшей мере 23 м/с, причем линейная скорость конца лопасти определяется как Dn, где D - это диаметр по меньшей мере одного ротора, и n - частота вращения; и насос, сконфигурированный для подачи смеси по меньшей мере к одному устройству с высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения система дополнительно включает в себя сосуд, соединенный по меньшей мере с одним устройством с высокой скоростью сдвига, сосуд,сконфигурированный для приема потока, обработанного с высокой скоростью сдвига, по меньшей мере из одного устройства с высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения по меньшей мере один ротор отделен по меньшей мере от одного статора рабочим зазором. Величина рабочего зазора лежит в пределах от примерно 0,02 до примерно 5 мм, причем рабочий зазор - это минимальное расстояние между по меньшей мере одним ротором и по меньшей мере одним статором. В одном из вариантов реализации изобретения система дополнительно включает трубопровод для ввода диспергируемого газа или пара в смесь выше по потоку по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига или по меньшей мере в одно устройство с высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения система включает больше чем одно устройство с высокой скоростью сдвига. В одном из вариантов реализации изобретения по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига включает по меньшей мере два генератора, причем каждый генератор включает ротор и статор соответствующей ротору формы. В одном из вариантов реализации изобретения система дополнительно включает устройство для производства жидких углеводородов, спиртов или их комбинации, причем устройство для производства жидких углеводородов, спиртов или их комбинации соединено с возможностью пропускания текучей среды с выходом по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига. Некоторые варианты реализации изобретения потенциально обеспечивают более оптимальные временные и температурные условия, а также давление, чем те условия, которые возможны в других обстоятельствах и которые потенциально повышают скорость многофазного процесса. Некоторые варианты реализации описанных выше способов или систем потенциально обеспечивают снижение общих затрат за счет эксплуатации при более низкой температуре и/или давлении, обеспечивая пониженный расход катализатора на единицу продукта, уменьшенное время реакции и/или уменьшенные капитальные и/или эксплуатационные расходы. Эти и другие варианты реализации изобретения и потенциальные преимущества будут очевидны из следующего подробного описания и фигур. Краткое описание фигур Более подробное описание предпочтительного варианта реализации настоящего изобретения будет представлено со ссылками на прилагаемые фигуры, а именно: фиг. 1 - схематическое изображение многофазной реакционной системы, включающей в себя внешнее диспергирование в условиях с высокой скоростью сдвига, в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения настоящей заявки. Фиг. 2 - поперечный разрез многоступенчатого устройства с высокой скоростью сдвига, использующегося в одном из вариантов реализации системы. Фиг. 3 - технологическая схема системы синтеза Фишера-Тропша с высокой скоростью сдвига для превращения синтез-газа в углеводороды С 2+ в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения. Фиг. 4 - технологическая схема устройства, использующегося для осуществления реакции между СО и H2 в эксперименте примера 8. Фиг. 5 -схематическое изображение системы с высокой скоростью сдвига, включающей внешнее перемешивание/диспергирование в соответствии с вариантом реализации изобретения настоящей заявки. Фиг. 6 - схематическое изображение способа получения синтез-газа в соответствии с вариантом реализации изобретения настоящей заявки. Фиг. 7 - схематическое изображение способа использования синтез-газа в соответствии с вариантом реализации изобретения настоящей заявки. Фиг. 8 - схематическое изображение способа проведения каталитической реакции синтез-газа для производства продуктов Фишера-Тропша (ФТ) в соответствии с вариантом реализации изобретения на-4 024157 стоящей заявки. Термины и определения В настоящей заявке термин "дисперсия" относится к сжиженной смеси, которая содержи по меньшей мере два различимых вещества (или "фазы"), которые не являются легко смешивающимися друг с другом или растворяющимися друг в друге. В данном контексте "дисперсия" включает в себя "непрерывную" фазу (или "матрицу"), которая удерживает в себе отделенные друг от друга непрерывной фазой капли, пузырьки и/или частицы другой фазы или вещества. Таким образом, термин "дисперсия" может относиться к пенам, содержащим пузырьки газа, взвешенные в непрерывной жидкой фазе, эмульсиям, в которых капли первой жидкости диспергированы во всем объеме непрерывной фазы, состоящей из второй жидкости, с которой первая жидкость не смешивается, и сплошным жидким фазам, во всем объеме которых распределены твердые частицы. В этом контексте термин "дисперсия" охватывает непрерывные жидкие фазы, во всем объеме которых распределены пузырьки газа, непрерывные жидкие фазы, во всем объеме которых распределены твердые частицы (например, твердый катализатор), непрерывные фазы первой жидкости, во всем объеме которой распределены капли второй жидкости, которая, по существу,не растворяется в непрерывной фазе, и жидкие фазы, во всем объеме которых распределены один любой,или комбинация следующих компонентов: твердые частицы, капли несмешивающейся жидкости и газовые пузырьки. Таким образом, дисперсия может в некоторых случаях существовать в виде гомогенной смеси (например, жидкость/жидкая фаза) или в виде гетерогенной смеси (например, газ/жидкость, твердые частицы/жидкость или газ/твердые частицы/жидкость), в зависимости от природы материалов, выбранных для комбинации. Дисперсия может включать в себя, например, пузырьки газа (например, синтез-газ) и/или частицы углеродсодержащего материала в жидкой фазе (например, суспензионная жидкость и/или жидкие углеводороды Фишера-Тропша). Термин "кислородсодержащие соединения" в настоящей заявке относится к тем соединениям, в которые введен кислород. Например, этот термин относится к любому кислородсодержащему углеводороду, такому как высокооктановый бензин или дизельное топливо, пригодному для приведения в действие двигателей внутреннего сгорания, а также к кислородсодержащим видам топлива, которые применяются в качестве присадок к бензину для уменьшения количества оксида углерода, которая образуется в процессе горения топлива. Термин "кислородсодержащее соединение" включает, но не ограничивается следующими соединениями: альдегиды, такие как формальдегид, метиловый эфир муравьиной кислоты и муравьиная кислота, а также кислородсодержащие соединения на основе спиртов, включая: метанол,этанол, изопропиловый спирт, н-пропиловый спирт, н-бутанол, 2-этилгексанол, фурфуриловый спирт,бензиловый спирт, изобутиловый спирт и трет-бутанол бензинового качества (GTBA). Другие кислородсодержащие соединения включают карбонильные соединения, такие как кетоны, эфиры, амиды и ангидриды. Термины "простой алкан" и "низкомолекулярный алкан" в настоящей заявке относятся к алканам с малым числом атомов углерода, включая метан, пропан и бутан, которые являются газообразными при комнатной температуре и атмосферном давлении. Термин "легкий газ" в настоящей заявке относится к газу, включающему в себя двуокись углерода,простые алканы, имеющие от одного до пяти атомов углерода, или их комбинацию. Фраза "вс или часть" в настоящей заявке означает "вс или часть всего" или "вс или некоторые компоненты". Термин "каталитическая поверхность" в настоящей заявке относится к поверхности в устройстве,которая изготовлена из каталитического материала (такого как металлы, сплавы и т.д.), так что каталитическая активность проявляется, когда подходящее вещество вступает в контакт с указанной каталитической поверхностью. Использование термина "каталитическая поверхность" в настоящем документе включает в себя все такие поверхности, независимо от формы и размера, конструкционного материала,способа изготовления, степени активности или цели использования. Термин "многофункциональный катализатор" в настоящей заявке относится к катализатору, который имеет больше чем одну функцию ускорения двух или более реакций в присутствии необходимых реагентов. Например, таким многофункциональным катализатором является смесь двух совместимых катализаторов, в которой один катализатор ускоряет реакции Фишера-Тропша, а другой катализатор ускоряет реакции образования спирта. Некоторые термины, использующиеся в нижеследующем описании и в пунктах формулы изобретения, относятся к конкретным компонентам системы. Настоящий документ не предполагает различия между компонентами, которые отличаются по названию, но не по функции. В нижеследующем описании и в пунктах формулы изобретения термины "включающий в себя" и "содержащий" используются в неограничивающей форме, и, таким образом, их значение следует понимать как "включающий, но не ограничивающийся". Подробное описание изобретения Превращение легкого газа в углеводороды/органические кислородсодержащие соединения Описываются системы, создающие высокую скорость сдвига, и способы для улучшения превращения легкого газа в углеводороды и/или органические кислородсодержащие соединения. Система и способ могут использоваться для получения синтез-газа для дальнейшей переработки, или углеводородов,-5 024157 или углеводородных смесей, пригодных для приведения в действие обычных двигателей внутреннего сгорания, или углеводородов, пригодных для дальнейшей промышленной переработки или иного коммерческого использования. Описанным в настоящей заявке способом можно также получать промежуточные продукты, такие как метанол или диметиловый эфир. В одном варианте реализации изобретения весь процесс включает в себя превращение газа, выбранного из диоксида углерода, метана, этана, пропана, бутана, пентана и их комбинации в углеводороды с числом атомов больше чем 2, предпочтительно углеводороды C5-C10 и/или кислородсодержащие соединения, такие как метанол, уксусная кислота. В других случаях способ включает в себя использование технологии с высокой скоростью сдвига для прямого превращения метана (основной компонент имеющегося природного газа) в жидкие углеводороды, в основном, органические кислородсодержащие соединения и другие жидкости. Органический кислородсодержащий продукт может, в основном, состоять из спирта. В некоторых вариантах реализации изобретения органический кислородсодержащий продукт включает в себя метанол. В некоторых вариантах реализации изобретения метанол и двуокись углерода превращаются в органический кислородсодержащий продукт, включающий в себя этанол. В вариантах реализации изобретения процесс включает в себя производство синтез-газа из углеродсодержащего материала и последующее превращение в углеводородную жидкость. Настоящая заявка обеспечивает систему и способ получения углеводородов и/или кислородсодержащих соединений из легкого газа, включающего двуокись углерода и/или по меньшей мере один алканC1-С 5 с использованием по меньшей мере одного реакторного устройства с высокой скоростью сдвига для диссоциации сырья реактора на свободные радикалы за счет обеспечения тесного контакта реагентов и активирования химических реакций между многофазными реагентами. Получившиеся радикалы водорода и/или кислорода реагируют с двуокисью углерода и/или алканом с образованием продукта, включающего углеводороды и/или кислородсодержащие соединения. Устройство с высокой скоростью сдвига делает возможной реакцию(и), которая может быть невозможной в случае использования традиционных реакторов и обычных рабочих условий (то есть в том случае, когда величина G, исходя из общих условий, положительна). В одном варианте реализации изобретения способ включает обеспечение воды и диоксида углерода внутри реактора, в котором создается высокая скорость сдвига. Внутри реакторной системы, в которой создается высокая скорость сдвига, вода и двуокись углерода могут диссоциировать на компоненты. Затем эти компоненты рекомбинируют с образованием продукта, включающего углеводороды с большим количеством атомов углерода (то есть предпочтительно C5-С 10) и/или кислородсодержащие соединения. Способ включает использование по меньшей мере одного внешнего устройства с высокой скоростью сдвига для обеспечения получения кислородсодержащих соединений и/или углеводородов без необходимости в реакторах большого объема. В некоторых вариантах реализации изобретения добавление воды используется с целью облегчения удаления паром органических соединений, присутствующих в сосуде 10. Другим аспектом настоящей заявки является способ получения углеводородов и/или кислородсодержащих соединений из диоксида углерода и/или метана и источника водорода, такого как простые углеводороды или другой источник водорода. В качестве источника свободных радикалов водорода и гидроксила может также необязательно или дополнительно присутствовать вода. В некоторых вариантах реализации способа источник водорода выбран из воды, низших алканов и их комбинаций. Реакция может быть катализирована каталитическими соединениями, о которых известно, что они действуют как катализатор дегидрогенирования. В некоторых вариантах реализации изобретения источник водорода может быть газом, например, газообразный водород или водород, отделенный в устройстве с высокой скоростью сдвига (HSD) 40 от простого газообразного алкана, а жидкость в трубопроводе 21 может быть носителем, таким как полиэтиленгликоль. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения представлен способ получения продукта, включающего в себя по меньшей мере одно соединение, выбранное из углеводородов С 2+, кислородсодержащих соединений и их комбинации из легкого газа, включающего в себя одно или несколько соединений из группы, включающей двуокись углерода, метан, этан, пропан, бутан, пентан и метанол,способ, включающий в себя получение дисперсии легкого газа в жидком питающем потоке, при этом дисперсия получена по мере частично с использованием высоких сдвиговых напряжений, и в котором по меньшей мере один из потоков, жидкий питающий поток или легкий газ является источником водорода. Получение дисперсии может включать в себя создание пузырьков легкого газа, имеющих средний диаметр в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 1,5 микрон. В некоторых вариантах реализации изобретения пузырьки газа имеют средний диаметр меньше чем примерно 0,4 микрона. В некоторых вариантах реализации изобретения высокие сдвиговых напряжений производятся с помощью по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига. Это по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига, может включать по меньшей мере один генератор, включающий статор и ротор соответствующей формы. Ротор и статор могут быть разделены минимальным зазором в интервале от примерно 0,02 до примерно 3 мм. В некоторых вариантах реализации изобретения получение дисперсии включает создание линейной скорости конца ротора больше чем 5,0 м/с (1000 футов в минуту). В некоторых вариантах реализации изобретения получение дисперсии включает создание линейной скорости конца ротора больше чем 20 м/с (4000 футов в минуту). В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере одно устройство с высокой скорость сдвига включает по меньшей мере два генератора. Получение дисперсии может включать в себя воздействие на смесь легкого газа и жидкого питающего потока сдвига со скоростью больше чем примерно 20000 с-1. Устройство с высокой скорость сдвига может создавать локальное давление по меньшей мере около 1034,2 МПа (150000 фунтов на кв. дюйм) на лопасти ротора в процессе образования получения дисперсии. Расход энергии устройства с высокой скоростью сдвига может быть больше чем 1000 Вт/м 3 в процессе образования дисперсии. В некоторых вариантах реализации способа для получения продукта, включающего по меньшей мере одно соединение, выбранное из углеводородов C2+, кислородсодержащих соединений и их комбинаций из легкого газа, дисперсия дополнительно включает катализатор. Катализатор может включать рутений. Катализатор может включать гептагидрат трихлорида рутения. Способ может дополнительно включать введение дисперсии в реактор с неподвижным слоем, включающим слой катализатора. Неподвижный слой катализатора может включать в себя карбонил рутения. В настоящей заявке также описывается способ для получения продукта, включающего по меньшей мере одно соединение, выбранное из жидких кислородсодержащих соединений, углеводородов С 2+ и их комбинаций, включающий воздействие на жидкую смесь, включающую легкий газ, включающий двуокись углерода, метан или оба этих газа и жидкую среду, сдвига со скоростью больше чем 20000 с-1 с образованием дисперсии легкого газа в непрерывной фазе жидкости; причем дисперсия образуется, по меньшей мере частично, с помощью по меньшей мере одного устройства с высокой скорость сдвига, и это устройство с высокой скорость сдвига сконфигурировано для получения дисперсии пузырьков легкого газа в жидкой среде; и введение дисперсии в реактор, из которого выводится продукт, включающий меньшей по меньшей мере одно соединение, выбранное из жидких кислородсодержащих соединений,углеводородов С 2+ и их комбинаций. Способ может дополнительно включать разделение продуктов реакции на поток газообразных и поток жидких продуктов, включающий жидкий продукт, и повторное использование меньшей по меньшей мере части потока газа во внешнем устройстве с высокой скоростью сдвига. В некоторых вариантах реализации изобретения дисперсия имеет средний диаметр пузырьков в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 1,5 микрон. В вариантах реализации изобретения дисперсия имеет средний диаметр пузырьков меньше чем 1 микрон. Дисперсия может быть стабильной в течение по меньшей мере 15 мин при атмосферном давлении. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига включает по меньшей мере два генератора. Дисперсия может дополнительно включать по меньшей мере один катализатор. В настоящей заявке также описывается система для превращения газа, включающего двуокись углерода, метан, этан, пропан, бутан или их комбинации в продукт, включающий по меньшей мере одно соединение, выбранное из жидких кислородсодержащих соединений, углеводородов C2+ и их комбинаций; система включает по меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига,включающее по меньшей мере один генератор, включающий ротор и статор, разделенные рабочим зазором, причем рабочий зазор - это минимальное расстояние между ротором и статором, и в которой перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига способно создавать линейную скорость конца лопасти ротора больше чем 22,9 м/с (4500 футов в минуту); и насос, сконфигурированный для подачи смеси, включающей легкий газ и жидкую среду, к перемешивающему устройству с высокой скоростью сдвига. Система может дополнительно включать в себя реактор, размещенный между по меньшей мере одним устройством с высокой скоростью сдвига и насосом, реактор, включающий в себя выход и вход для продукта и сконфигурированный для приема дисперсии с выхода по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига. По меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига может включать по меньшей мере два генератора. Скорость сдвига, обеспечивающаяся одним генератором, может быть больше, чем скорость сдвига, обеспечивающаяся другим генератором. По меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига может быть сконфигурировано для производства дисперсии пузырьков легкого газа в жидкой фазе, включающей в себя жидкую среду; причем дисперсия имеет средний диаметр пузырьков меньше чем 400 нм. По меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига может быть способно создавать линейную скорость конца лопасти ротора по меньшей мере 40,1 м/с (7900 футов в минуту). Система может включать в себя по меньшей мере два перемешивающих устройства с высокой скоростью сдвига. Некоторыеварианты реализации системы потенциально делают возможным получение жидкого органического продукта из газа, включающего двуокись углерода, метан, этан, пропан, бутан, пентан, метанол или их комбинацию без необходимости в реакторах большого объема за счет использования внешнего реактора под давлением, в котором создается высокая скорость сдвига. Общее представление Скорость химических реакций, в которых участвуют жидкости, газы и твердые вещества, зависит от времени контакта, температуры и давления. В тех случаях, когда желательно осуществить реакцию двух или нескольких сырьевых материалов, находящихся в разных фазах (например, твердое вещество и жидкость; жидкость и газ; твердое вещество, жидкость и газ), одним из лимитирующих факторов, контролирующих скорость реакции, является время контакта реагентов. В случае гетерогеннокаталитических реакций дополнительным фактором, ограничивающим скорость, является удаление прореагировавших продуктов с поверхности катализатора для того, чтобы позволить катализатору катализировать следующие реагенты. Время контакта реагентов и/или катализатора часто контролируют с помощью перемешивания, которое обеспечивает контакт с двумя или более реагентами, участвующими в химической реакции. Реакторный узел, который включает в себя внешнее устройство с высокой скоростью сдвига, или миксер, в соответствии с приведенным описанием, делает возможным снижение ограничений массопереноса и тем самым позволяет реакции более близко подойти к кинетическим пределам реакции. Если скорости реакций повышены, то могут быть снижены времена пребывания и, посредством этого, повышена достижимая пропускная способность. В результате применения системы и способа, в которых создается высокая скорость сдвига, может быть повышен выход продукта. Или же, если выход продукта существующего процесса приемлем, уменьшение требующегося времени пребывания за счет включения подходящего устройства с высокой скоростью сдвига может позволить использовать более низкую температуру и/или давление, чем традиционные процессы. Настоящее изобретение использует инновационную технологию для производства органического продукта, включающего в себя углеводороды и/или жидкие кислородсодержащие соединения из легкого газа, такого как двуокись углерода и/или простые алканы. Легкий газ тщательно перемешивают с жидкой средой. По меньшей мере один из компонентов смеси, легкий газ или жидкая среда, служит в качестве источника водорода. Источником водорода может быть, например, вода и/или углеводороды. Реакторное устройство, в котором создают высокую скорость сдвига и, необязательно, катализатор может вести к диссоциации реагентов на свободные радикалы, позволяя им превращаться в продукт, включающий в себя углеводороды и кислородсодержащие соединения. Система включает использование технологии с высокой скоростью сдвига для превращения диоксида углерода (основной парниковый газ) и/или простых алканов в продукты, включающие жидкие углеводороды, органические кислородсодержащие соединения или их комбинации. Описанный в настоящей заявке способ и система для производства углеводородов и/или жидких кислородсодержащих соединений путем многофазного превращения диоксида углерода и/или легкого газа, с катализатором дегидрогенирования, использует внешнее механическое устройство с высокой скоростью сдвига, для обеспечения быстрого контактирования и перемешивания химических ингредиентов в контролируемых условиях в устройстве с высокой скоростью сдвига. Использование по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига снижает ограничения массопереноса реакции(й), повышая, таким образом, скорости массопереноса и позволяя реакциям более близко подойти к кинетическим пределам, а также создавая локализованные неидеальные условия, которые позволяют проводить те реакции, которые в иных обстоятельствах не должны проходить исходя из оценок свободной энергии Гиббса, как подробно описано ниже. Система для получения жидкостей из легкого газа Система высокой скоростью сдвига для получения углеводородов и/или жидких кислородсодержащих соединений из легкого газа будет описана со ссылкой на фиг. 1, который представляет технологическую схему типичной системы с высокой скоростью сдвига 100 для получения органических кислородсодержащих соединений/углеводородов посредством превращения легкого газа. К основным компонентам типичной системы относится внешнее перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига(HSD) 40, сосуд 10 и насос 5. Как показано на фиг. 1, устройство с высокой скоростью сдвига 40 расположено за пределами сосуда/реактора 10. Каждый из этих компонентов более подробно описан ниже. К насосу 5 подсоединен трубопровод 21 для ввода жидкой среды. Трубопровод 13 подсоединяет насос 5 кHSD 40, а трубопровод 18 подсоединяет HSD 40 к сосуду 10. К линии 13 может быть подсоединена одна или несколько линий для ввода газообразного реагента (например, диоксида углерода и/или газообразного метана). Например, в одном варианте реализации изобретения на фиг. 1 к линии 13 подсоединены линии 22 и 23. Или же, линии 22 и/или 23 могут быть подсоединены к входу HSD 40. К сосуду 10 может быть подсоединен трубопровод 17 для вывода непрореагировавшего газообразного реагента и/или газообразных продуктов реакции. К сосуду 10 подсоединен отводящий трубопровод для продуктов 16 для вывода жидкостей из сосуда 10. В некоторых вариантах реализации изобретения отводящий трубопровод для продуктов 16 может быть подсоединен к линии 21 или линии 13 для обеспечения эксплуатации в несколько проходов, в случае необходимости. В некоторых реализациях способа между сосудом 10, внешним устройством с высокой скоростью сдвига 40 и насосом 5 могут быть встроены дополнительные компоненты, как станет очевидно после прочтения представленного ниже описания процесса создания высокой скорости сдвига для производства органического продукта. Например, система с высокой скоростью сдвига 100 может дополнительно включать в себя конденсатор 30, компрессор 50, питающий насос 4, насос высокого давления 6 или их комбинацию. Как показано на фиг. 1, система с высокой скоростью сдвига 100 может дополнительно включать в себя один или несколько дополнительных насосов, таких как питающий насос 4, дожимной насос 6 или другой насос, по мере необходимости. В системе 100 в любом месте могут быть размещены теплообменники. В некоторых вариантах реализации изобретения оборудование для контроля температуры размещается внутри емкости 10, или размещается на линии в пределах системы 100. Например, в варианте реализации изобретения на фиг. 1 теплообменник H1 связан с сосудом 10, теплообменник Н 2 размещен на линии 21, и теплообменник Н 3 размещен на линии 13. Теплообменник может быть размещен на линии 16 сосуда 10 и может служить для регулирования температуры продуктов реакции, выходящих из сосуда 10. Перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига Внешнее перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига (HSD) 40, иногда называемое также устройство с высокой скоростью сдвига или перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига, сконфигурировано для приема входящего через линию 13 потока, включающего в себя жидкую среду и диспергированный легкий газ. Или же, HSD 40 может быть сконфигурировано для приема потоков жидких и газообразных реагентов через отдельные подводящие линии (не показаны). Несмотря на то что на фиг. 1 показано только одно устройство с высокой скоростью сдвига, следует понимать, что некоторые варианты реализации системы могут иметь два или более устройств с высокой скоростью сдвига,расположенных либо последовательно, либо параллельно. HSD 40 - это механическое устройство, которое использует один или несколько генераторов, включающих в себя комбинацию ротор/статор, причем каждая комбинация имеет зазор между статором и ротором. Зазор между статором и ротором в каждом генераторе может быть фиксированным или может быть регулируемым. HSD 40 сконфигурировано таким образом, что оно способно производить пузырьки субмикронного и микронного размера в реакционной смеси, протекающей через устройство с высокой скоростью сдвига. Устройство с высокой скоростью сдвига включает в себя защитный кожух или корпус, так что температура реакционной смеси может контролироваться. Смесительные устройства с высокой скоростью сдвига обычно разделяются на три общих класса на основании их способности к перемешиванию жидкостей. Перемешивание - это процесс уменьшения размера частиц или негомогенных объектов в объеме жидкости. Одним из показателей тщательности перемешивания является плотность энергии на единицу объема, которую генерирует перемешивающее устройство для разрушения частиц жидкости. Классы различаются на основании производимой плотности энергии. Три класса промышленных смесителей, имеющих достаточную плотность энергии для воспроизводимого производства смесей или эмульсий с размерами частиц в интервале от долей микрона до 50 микрон, включают клапанные системы гомогенизации, коллоидные мельницы и высокоскоростные смесители. В первом классе высокоэнергетических устройств, называемых клапанными системами гомогенизации, жидкость, подлежащая переработке, перекачивается при очень высоком давлении через клапан с узким проходом в среду с более низким давлением. Градиенты давления по клапану и результирующая турбулентность и кавитация разрушают все частицы, находящиеся в жидкости. Эти клапанные системы наиболее широко используются для гомогенизации молока и могут давать средние размеры частиц в интервале от доли микрона до 1 микрона. На противоположном конце спектра плотности энергии располагается третий класс устройств, называемых низкоэнергетическими устройствами. Обычно эти системы имеют лопасти или жидкостные роторы, которые вращаются с высокой скоростью в резервуаре с жидкостью, подлежащей переработке,которая во многих наиболее распространенных применениях представляет собой пищевой продукт. Обычно эти низкоэнергетические системы используются в тех случаях, когда приемлемый средний размер частиц в обрабатываемой жидкости больше чем 20 микрон. Между низкоэнергетическими устройствами и клапанными системами гомогенизации, в плане плотности энергии, передающейся в жидкость при перемешивании, располагаются коллоидные мельницы и другие ротор-статорные устройства с высокой скоростью вращения, которые классифицируются как устройства промежуточной энергии. Типичная конфигурация коллоидной мельницы включает конический или дисковый ротор, который отделен от имеющего соответствующую форму статора с жидкостным охлаждением, тщательно контролируемым зазором ротор-статор, который, как правило, составляет от 0,0254 до 10,16 мм (0,001-0,40 дюйма). В качестве привода роторов обычно используется непосредственный привод от электродвигателя или ременный механизм. Ротор, вращаясь с высокими скоростями,перекачивает жидкость между внешней поверхностью ротора и внутренней поверхностью статора, и усилия сдвига, создающиеся в зазоре, обрабатывают жидкость. Многие коллоидные мельницы, настроенные соответствующим образом, достигают среднего размера частиц в обрабатываемой жидкости в интервале от 0,1 до 25 микрон. Эти характеристики делают коллоидные мельницы пригодными для различных применений, включая обработку коллоидных эмульсий и эмульсий типа "вода в масле", таких, которые необходимы для производства косметики, майонеза или образования амальгамы силоксан/серебро, а также для перемешивания кровельной мастики. Линейная скорость конца лопасти - это расстояние по окружности, на которое перемещается лопасть ротора в единицу времени. Следовательно, линейная скорость конца лопасти зависит от диаметра ротора и частоты вращения. Линейную скорость конца лопасти (например, в метрах в минуту) можно рассчитать путем умножения расстояния по окружности, которую описывает лопасть ротора, 2R, где R -9 024157 это радиус ротора (например, метры), на частоту вращения (например, обороты в минуту, об/мин). Коллоидная мельница, например, может иметь линейную скорость конца лопасти более 22,9 м/с (4500 футов в минуту), и скорость может превышать 40 м/с (7900 футов в минуту). В контексте настоящей заявки термин "устройство с высокой скоростью сдвига" относится к механическим ротор-статорным устройствам (например, коллоидные мельницы или ротор-статорные диспергаторы), которые способны развивать линейные скорости конца лопасти более 5,1 м/с (1000 футов в минуту) и которым требуется внешнее устройство передачи энергии с механическим приводом для передачи энергии в поток продуктов, которые должны прореагировать. Например, в HSD 40 достижима скорость 22,9 м/с (4500 футов в минуту), и скорость может превышать 40 м/с (7900 футов в минуту). В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 иметь производительность по меньшей мере 300 л/ч при линейной скорости конца лопасти по меньшей мере 22,9 м/с (4500 футов в минуту). Потребление энергии может составлять около 1,5 кВт.HSD 40 сочетает высокую линейную скорость конца лопасти с очень маленьким рабочим зазором, что позволяет создавать значительную скорость сдвига в обрабатываемом материале. Величина скорости сдвига будет зависеть от вязкости жидкости. Таким образом, в процессе эксплуатации устройства с высокой скоростью сдвига на лопастях ротора создаются местные зоны повышенного давления и температуры. В некоторых случаях локально повышенное давление составляет примерно 1034,2 МПа (150000 фунтов на кв. дюйм). В некоторых случаях локально повышенная температура составляет примерно 500 С. В некоторых случаях эти повышения давления и температуры могут существовать в течение наносекунд или пикосекунд. Приблизительно величину вводимой в жидкость энергии (кВт/л/мин) можно оценить путем измерения мощности двигателя (кВт) и расхода жидкости на выходе (л/мин). Как отмечалось выше, линейная скорость конца лопасти - это скорость (футы в минуту или м/с), относящаяся к концу одного или нескольких вращающихся элементов, которые создают механическое усилие, приложенное к реагентам. В некоторых вариантах реализации изобретения расход энергии HSD 40 больше чем 1000 Вт/м 3. В некоторых вариантах реализации изобретения расход энергии HSD 40 находится в интервале от примерно 3000 до примерно 7500 Вт/м 3. Скорость сдвига - это линейная скорость конца лопасти, деленная на ширину рабочего зазора (минимальный зазор между ротором и статором). Скорость сдвига, создающаяся в HSD 40, может быть больше 20000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига равна по меньшей мере 40000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига равна по меньшей мере 100000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига равна по меньшей мере 500000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига равна по меньшей мере 1000000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига равна по меньшей мере 1600000 с-1. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига находится в пределах от 20000 до 100000 с-1. Например, в одном применении линейная скорость конца лопасти ротора равна примерно 40 м/с (7900 футов в минуту), и ширина рабочего зазора составляет 0,0254 мм (0,001 дюйма). Это дает скорость сдвига 1600000 с-1. В другом применении линейная скорость конца лопасти ротора равна примерно 22,9 м/с (4500 футов в минуту), и ширина рабочего зазора составляет 0,0254 мм (0,001 дюйма). Это дает скорость сдвига около 901600 с-1.HSD 40 способно диспергировать или перемещать легкий газ в основную жидкую фазу (непрерывная фаза), с которой он обычно не смешивается, при таких условиях, при которых по меньшей мере часть газа превращается в органический продукт, включающий углеводороды С 2+, кислородсодержащие соединения или их комбинацию. Жидкая среда может включать по меньшей мере один источник водорода(например, простой жидкий углеводород или вода). В некоторых вариантах реализации изобретения жидкая среда включает в себя катализатор. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 включает в себя коллоидную мельницу. Походящими мельницами являются, например, мельницы, выпускающиеся компаниями IKA Works, Inc. Wilmington, NC и APV North America, Inc. Wilmington, MA. В некоторых случаях HSD 40 включает в себя Dispax Reactor компании IKA Works, Inc. Устройство с высокой скоростью сдвига включает в себя по меньшей мере один вращающийся элемент, который создает механическую силу, воздействующую на реагенты. Устройство с высокой скоростью сдвига включает в себя по меньшей мере один статор и по меньшей мере один ротор, разделенные зазором. Например, роторы могут быть коническими или иметь форму диска и могут быть разделены от статора, имеющего соответствующую форму. В некоторых вариантах реализации изобретения как ротор,так и статор включают в себя множество расположенных на одной окружности зубов. В некоторых вариантах реализации изобретения статор(ы) можно настраивать с целью получения необходимого рабочего зазора между ротором и статором каждого генератора (комплекта ротор/статор). Направление прорезей между зубцами ротора и/или статора можно чередовать в чередующихся ступенях для повышения турбулентности. Привод каждого генератора может осуществляться с помощью любой подходящей системы привода, сконфигурированной для обеспечения необходимого вращения. В некоторых вариантах реализации изобретения минимальный зазор (ширина рабочего зазора) между статором и ротором находится в пределах от примерно 0,0254 мм (0,001 дюйма) до примерно 3,175 мм (0,125 дюйма). В некоторых вариантах реализации изобретения минимальный зазор (ширина рабочего зазора) между статором и ротором составляет примерно 1,52 мм (0,060 дюйма). В некоторых конфигурациях минимальный зазор (ширина рабочего зазора) между статором и ротором составляет по меньшей мере 1,78 мм (0,07 дюйма). Скорость сдвига, создающаяся HSD, может изменяться в зависимости от местоположения на пути перемещения потока. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость вращения ротора установлена в соответствии с диаметром ротора и необходимой линейной скоростью конца лопасти. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига имеет фиксированный зазор (ширину рабочего зазора) между статором и ротором. В соответствии с другим вариантом реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига имеет регулируемый зазор (ширину рабочего зазора). В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 включает в себя одноступенчатую диспергирующую камеру (т.е. единственную комбинацию ротор/статор; единственный генератор). В некоторых вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига 40 - это многоступенчатый встроенный в технологическую линию диспергатор, включающий в себя множество генераторов. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 состоит по меньшей мере из двух генераторов. В других вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига 40 включает в себя по меньшей мере три генератора высокой скорости сдвига. В некоторых вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига 40 - это многоступенчатый смеситель, в котором скорость сдвига (которая, как отмечалось выше, изменяется пропорционально линейной скорости конца лопасти и обратно пропорционально ширине зазора ротор/статор) изменяется в зависимости от местоположения на пути перемещения потока, как описано ниже. В некоторых вариантах реализации изобретения каждая ступень внешнего устройства с высокой скоростью сдвига имеет сменные перемешивающие рабочие инструменты, что обеспечивает эксплуатационную гибкость. Например, DR 2000/4 Dispax Reactor компании IKA Works, Inc. Wilmington, NC и APV North America, Inc. Wilmington, MA, включает в себя модуль из трех стадий диспергирования. Этот модуль может содержать до трех комбинаций ротор/статор(генераторов), с возможностью выбора режима работы для производства мелких, средних, крупных и супер мелких частиц на каждой стадии. Это позволяет создавать дисперсии, имеющие узкое распределение необходимых размеров пузырьков (например, пузырьков легкого газа). В некоторых вариантах реализации изобретения каждая из стадий эксплуатируется в режиме генератора, производящего сверхмелкие частицы. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из комплектов генератора имеет минимальный зазор ротор/статор (ширина рабочего зазора) больше чем примерно 5,0 мм(0,20 дюйма). В других вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из комплектов генератора имеет минимальный зазор ротор/статор (ширина рабочего зазора) больше чем примерно 1,78 мм(0,07 дюйма). Теперь рассмотрим фиг. 2. На ней представлен продольный разрез подходящего устройства с высокой скоростью сдвига 200. Устройство с высокой скоростью сдвига 200, на фиг. 2 - это диспергирующее устройство, включающее три ступени или комбинации ротор-статор, 220, 230 и 240. Комбинации роторстатор могут называться генераторами 220, 230 и 240 или ступенями. Три комбинации ротор-статор или три генератора 220, 230 и 240 установлены последовательно на приводном вале 250. Первый генератор 220 включает ротор 222 и статор 227. Второй генератор 230 включает ротор 223 и статор 228. Третий генератор 240 включает ротор 224 и статор 229. Для каждого генератора ротор приводится во вращение за счет 250 и вращается вокруг оси 260, как показано стрелкой 265. Направление вращения может быть противоположным направлению, указанному стрелкой 265 (например, по часовой стрелке или против часовой стрелки вокруг оси вращения 260). Статоры 227, 228 и 229 неподвижно закреплены на стенке 255 устройства с высокой скоростью сдвига 200. Как отмечалось выше, каждый генератор имеет рабочий зазор с шириной, которая представляет собой минимальный зазор между ротором и статором. В одном варианте реализации изобретения на фиг. 2 первый генератор 220 включает в себя первый рабочий зазор 225, второй генератор 230 включает в себя второй рабочий зазор 235 и третий генератор 240 включает в себя третий рабочий зазор 245. В некоторых вариантах реализации изобретения рабочие зазоры 225, 235 и 245 имеют ширину в интервале от примерно 0,025 мм до примерно 10,0 мм. В других вариантах реализации изобретения процесс включает в себя использование устройства с высокой скоростью сдвига 200, в котором зазоры 225, 235 и 245 имеют ширину в интервале от примерно 0,5 до примерно 2,5 мм. В некоторых случаях ширина рабочего зазора поддерживается равной примерно 1,5 мм. В других вариантах реализации изобретения ширина рабочих зазоров 225, 235 и 245 различна для генераторов 220, 230 и 240. В некоторых случаях ширина рабочего зазора 225 первого генератора 220 больше, чем ширина рабочего зазора 235 второго генератора 230, которая, в свою очередь, больше, чем ширина рабочего зазора 245 третьего генератора 240. Как отмечалось выше, генераторы каждой ступени могут быть сменными, что обеспечивает эксплуатационную гибкость. Устройство с высокой скоростью сдвига 200 может быть сконфигурировано так, что скорость сдвига будет постепенно увеличиваться вдоль направления движения потока 260. Генераторы 220, 230 и 240 могут включать в себя ступени, производящие крупные, средние, мелкие или сверхмелкие частицы. Роторы 222, 223 и 224 и статоры 227, 228 и 229 могут иметь зубчатые конструкции. Каждый генератор может включать два или более комплектов зубцов ротор-статор. В некоторых вариантах реализации изобретения роторы 222, 223 и 224 включают больше 10 роторных зубцов, равномерно расположенных по окружности каждого ротора. В некоторых вариантах реализации изобретения статоры 227, 228 и 229 включают в себя больше 10 статорных зубцов, равномерно расположенных по окружности каждого статора. В некоторых вариантах реализации изобретения внутренний диаметр ротора равен примерно 12 см. В некоторых вариантах реализации изобретения диаметр ротора равен примерно 6 см. В некоторых вариантах реализации изобретения внешний диаметр статора равен примерно 15 см. В некоторых вариантах реализации изобретения диаметр статора равен примерно 6,4 см. В некоторых вариантах реализации изобретения диаметры роторов равны 60 мм, и диаметры статоров равны 64 мм, что обеспечивает зазор примерно 4 мм. В некоторых вариантах реализации изобретения каждая из трех ступеней эксплуатируется с генератором, производящим сверхмелкие частицы, включающим в себя рабочий зазор в интервале от примерно 0,025 до примерно 4 мм. В тех применениях, в которых сквозь устройство с высокой скоростью сдвига 40 необходимо направить твердые частицы, подходящая ширина рабочего зазора (минимальный зазор между ротором и статором) может быть выбрана исходя из подходящего уменьшения размера частицы и увеличения площади поверхности частицы. В некоторых вариантах реализации изобретения это может быть полезно для увеличения площади поверхности твердого катализатора путем сдвигового деформирования и диспергирования частиц. Устройство с высокой скоростью сдвига 200 сконфигурировано с возможностью приема реакционной смеси из линии 13 на вход 205. Реакционная смесь включает газ в качестве диспергированной фазы и жидкую среду в качестве непрерывной фазы. Сырьевой поток может дополнительно включать компонент, представляющий собой твердые частицы катализатора. Сырьевой поток, поступающий на вход 205,перекачивается последовательно через генераторы 220, 230 и затем 240, так что образуется дисперсия. Дисперсия выходит из устройства с высокой скоростью сдвига 200 через выход 210 (и трубопровод 18,показанный на фиг. 1). Роторы 222, 223, 224 каждого генератора вращаются с высокой скоростью относительно неподвижных статоров 227, 228, 229, создавая высокую скорость сдвига. Вращение роторов перекачивает жидкость, так что сырьевой поток, поступающий через вход 205, проходит снаружи через рабочие зазоры (и через пространства между зубцами ротора и зубцами статора, если они есть), создавая локализованные условия с высокой скоростью сдвига. Высокие усилия сдвига, воздействующие на жидкость в рабочих зазорах 225, 235 и 245 (и в зазорах между зубцами ротора, и зубцами статора, если они есть), через которые течет жидкость, обрабатывают жидкость и создают дисперсию. Получившаяся дисперсия выходит из устройства с высокой скоростью сдвига 200 через выход 210 устройства с высокой скоростью сдвига (и трубопровод 18, показанный на фиг. 1). Получающаяся дисперсия имеет средний размер пузырьков меньше чем примерно 5 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем примерно 1,5 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем примерно 1 мкм; предпочтительно пузырьки имеют субмикронный размер. В некоторых случаях средний размер пузырьков находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 1,0 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем 400 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем 100 нм. Устройство с высокой скоростью сдвига 200 производит дисперсию, включающую в себя пузырьки диспергированного газа, способные оставаться в диспергированном состоянии при атмосферном давлении в течение по меньшей мере 15 мин. В химии эмульсий известно, но при этом не желая ограничиваться какой-либо теорией, что субмикронные частицы или пузырьки, диспергированные в жидкости, перемещаются, главным образом, за счет броуновского движения. Пузырьки в получающейся дисперсии, созданной устройством с высокой скоростью сдвига 200, могут иметь более высокую подвижность в пограничных слоях твердых частиц катализатора (если они есть), тем самым способствуя и ускоряя реакцию превращения за счет более эффективного переноса реагентов в гетерогенной реакционной смеси. В некоторых случаях устройство с высокой скоростью 200 включает Dispax Reactor компанииIKA Works, Inc. Wilmington, NC и APV North America, Inc. Wilmington, MA. Некоторые модели, доступные на рынке, имеют различные соединения на входе/выходе, мощность, линейную скорость конца лопасти, частоту вращения и расход. Выбор устройства с высокой скоростью сдвига будет зависеть от требований к производительности и от необходимого размера частиц или пузырьков в дисперсии в линии 18 (фиг. 1) на выходе 210 устройства с высокой скоростью сдвига 200. Например, IKA модели DR 2000/4 включает в себя ременный привод, 4 М генератор, уплотнительное кольцо из ПТФЭ, сантехнический зажим входного фланца 25,4 мм (1 дюйм), сантехнический зажим выходного фланца 19 мм (3/4 дюйма); мощность 2 л.с. (1,5 кВт), частота вращения выходного вала 7900 об/мин, пропускная способность (вода) приблизительно 300-700 л/ч (в зависимости от генератора), линейная скорость конца лопасти в диапазоне от 9,4 до 41 м/с (от 1850 до 8070 футов в минуту). Сосуд Сразу после диспергирования дисперсия выходит из устройства с высокой скоростью сдвига 40, через выпускной трубопровод для дисперсии 18 устройства с высокой скоростью сдвига и вводится в сосуд 10. Сосуд 10 может представлять собой реактор любого типа, в котором может проходить многофазная реакция, в ходе которой происходит реакция(и) превращения. Например, реакционный аппарат с мешалкой непрерывного или полунепрерывного действия, или один или несколько реакторов периодического действия, которые могут использоваться последовательно или параллельно. В некоторых вариантах реализации изобретения сосуд 10 - это реактор башенного типа. В некоторых применениях сосуд 10 - это трубчатый реактор, а в других - трубчатый реактор или многотрубный реактор. Предусмотрено любое количество подводящих трубопроводов реактора, один такой трубопровод показан на фиг. 1 (трубопровод 3). К сосуду 10 может быть подсоединен подводящий трубопровод для приема раствора или суспензии катализатора в процессе эксплуатации системы с гетерогенным катализатором. В некоторых вариантах реализации изобретения в сосуд 10 вводят воду с целью облегчения удаления паром органических соединений, присутствующих в сосуде 10. Таким образом, часть органического продукта может быть десорбирована паром и выведена из сосуда 10 через трубопровод 17, а не трубопровод 16. Сосуд 10 может включать выпускной трубопровод 17 для отходящего газа и выпускной трубопровод для продукта 16 для потока продуктов. В некоторых вариантах реализации изобретения сосуд 10 включает в себя множество трубопроводов для продуктов реакции 16. Превращение диоксида углерода и/или простых углеводородов в органические кислородсодержащие соединения будет происходить везде, где существуют подходящие условия времени, температуры и давления. В этом смысле гидрирование может происходить в любой точке технологической схемы фиг. 1, если условия температуры и давления являются подходящими. Реакция, которую проводит система с высокой скоростью сдвига 100, может включать в себя гомогенную каталитическую реакцию, в которой катализатор находится в той же фазе, что и другой компонент реакционной смеси, или гетерогенную каталитическую реакцию, в которой участвует твердый катализатор. В тех случаях, когда используется циркулирующий катализатор, наиболее вероятно, что реакция протекает в точках, расположенных вне сосуда 10, показанного на фиг. 1. Тем не менее, часто желательно иметь отдельный реактор/сосуд 10 для того, чтобы обеспечить увеличенное время пребывания, перемешивания и нагревания и/или охлаждения,а также для того, чтобы обеспечить разделение и выделение летучих продуктов реакции, и рециркуляцию непрореагировавших газов. Таким образом, в некоторых вариантах реализации изобретения система с высокой скоростью сдвига 100, включает в себя сосуд 10, расположенный ниже по потоку по меньшей мере одного устройства с высокой скоростью сдвига, в которой вход сосуда соединен с возможностью пропускания текучей среды с выходом для дисперсии устройства с высокой скоростью сдвига. В тех случаях, когда используется реактор 10 с неподвижным слоем, реактор/сосуд 10 может стать основным местом протекания реакции. Выпускной трубопровод 16 сосуда 10 может быть подсоединен с возможностью пропускания текучей среды к трубопроводу 21, например по трубопроводу 20, для рециркуляции в HSD 40 части содержимого в трубопровода 16, включающего жидкий продукт. Или же, в некоторых вариантах реализации изобретения сосуд 10 может соединять с трубопроводом 21 отдельный выпускной трубопровод. На фиг. 1 система с высокой скоростью сдвига 100, сконфигурированная для рециркуляции части содержимого трубопровода 16. Эта конфигурация - одна из тех, которые пригодны для эксплуатации в несколько проходов, например. Сосуд 10 может включать один или несколько следующих компонентов: система перемешивания,средства регулирования температуры, приборы для измерения давления, приборы для измерения температуры, одна или несколько точек ввода и регулятор уровня (не показан), в соответствии с тем, что хорошо известно в области проектирования реакционных сосудов. Как показано в одном варианте реализации изобретения на фиг. 1, сосуд 10 может дополнительно включать в себя систему перемешивания 31,приспособления и устройства для нагревания и/или охлаждения H1, приборы для измерения давления,приборы для измерения температуры или их комбинацию. Например, система перемешивания 31 может включать в себя мешалку с приводом от двигателя. Устройство для регулирования температуры H1 может включать в себя, например, нагревательную рубашку или охлаждающие змеевики. В другом варианте, поскольку большая часть реакции превращения может в некоторых вариантах реализации изобретения происходить в HSD 40, сосуд 10 может в некоторых случаях служить, в основном, как емкость для хранения. Несмотря на то, что это, как правило, менее желательно, в некоторых применениях сосуд 10 можно опустить, в частности, в том случае, когда применяется несколько последовательных устройств с высокой скоростью сдвига/реакторов, как это более подробно описано ниже. Теплообменники В дополнение к вышеупомянутым средствам нагревания/охлаждения сосуда 10, для нагревания или охлаждения технологического потока в вариантах реализации изобретения, показанных на фиг. 1, предусмотрены также и другие внешние и внутренние теплообменники. Например, контроль температуры для сосуда 10 может быть обеспечен за счет внутренних теплообменников, как хорошо известно специалисту в данной области техники. Предусмотрено также использование внешних нагревающих и/или охлаж- 13024157 дающих теплообменников. Некоторыми подходящими положениями для одного или нескольких таких теплообменников являются: между насосом 5 и HSD 40, между HSD 40 и сосудом 10 и между сосудом 10 и насосом 5 в том случае, когда система 100 эксплуатируется в несколько проходов. Некоторыми неограничивающими примерами таких теплообменников являются кожухотрубные, трубчатые, пластинчатые и змеевиковые теплообменники, известные в данной области техники. В одном варианте реализации системы с высокой скоростью сдвига 100 для контроля температуры по всей системе используется три теплообменника. Теплообменник H1 используется для регулирования температуры продукта в сосуде 10. Теплообменник Н 2 размещен на линии 21 для регулирования температуры в линии 21. Теплообменник Н 3 служит для регулирования температуры линии 13, за счет чего осуществляется регулирование температуры сырьевого потока на входе в HSD 40. Применение и конфигурация нагревающих/охлаждающих устройств обусловлены целью проведения желательной реакции и могут изменяться в соответствии с тем, что хорошо известно специалисту в данной области техники. Насос(ы)/Охлаждаемая ловушка Насос 5 сконфигурирован либо для непрерывной, либо для полунепрерывной эксплуатации и может быть любым подходящим перекачивающим устройством, способным обеспечить давление больше чем 202,65 кПа (2 атм.), или же давление больше чем 303,975 кПа (3 атм.) для обеспечения контролируемого потока через HSD 40 и систему 100. Например, одним из подходящих насосов является шестеренчатый насос Roper тип 1 производства Roper Pump Company (Коммерс, Джорджиа) или дожимной насос Dayton модель 2 Р 372 Е, производства Dayton Electric Co (Найлс, Иллинойс). Все контактирующие части насоса могут быть изготовлены из нержавеющей стали, например нержавеющей стали 316. В некоторых вариантах реализации системы насос 5 способен создавать давление больше чем примерно 2026,5 кПа (20 атм.). В некоторых вариантах реализации изобретения насос 5 выдает расход жидкой среды 12 в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 1 галлона в минуту (3,8 л/мин). В вариантах реализации изобретения насос 5 выдает расход жидкой среды 12 примерно 1 галлон в минуту (3,8 л/мин). В дополнение к насосу 5 в систему, показанную на фиг. 1, могут быть включены один или несколько дополнительных насосов высокого давления (не показаны). Например, дожимной насос, который может быть аналогичным насосу 5, может быть включен между HSD 40 и сосудом 10 для повышения давления в сосуде 10. В варианте реализации изобретения на фиг. 1 система с высокой скоростью сдвига 100 дополнительно включает в себя насос высокого давления 6 для повышения давления в сосуде 10. Если насос 6 включен в систему в качестве дожимного насоса, то насос 5 может использоваться как дросселирующий насос/клапан для снижения давления в устройстве с высокой скоростью сдвига и, таким образом, для уменьшения его износа. В качестве другого примера, между линией 17 и HSD 40 может быть размещен компрессор для рециркуляции газа из сосуда 10 на вход устройства с высокой скоростью сдвига. В качестве другого примера, дополнительный питающий насос, который может быть аналогичен насосу 5, может быть включен для ввода дополнительных реагентов или катализатора в сосуд 10. В варианте реализации изобретения на фиг. 1, например, дополнительный питающий насос 4 используется для ввода дополнительных сырьевых материалов в сосуд 10 через входной трубопровод 3. С использованием питающего насоса 4 и точки ввода 3, по мере необходимости, в систему с высокой скоростью сдвига 100 могут периодически или непрерывно подаваться катализатор и жидкости для подпитки. Как показано на фиг. 1, система с высокой скоростью сдвига 100 может дополнительно включать в себя охлаждаемую ловушку, например, внутри конденсатора 30, расположенного на рециркуляционном трубопроводе 17. Охлаждаемая ловушка служит для приемки рециркулирующих газов 17 в охлаждаемый льдом приемный резервуар, из которого газ в линии 25 подается по трубопроводу в компрессор 50, а затем по трубопроводу 15 вводится в устройство с высокой скоростью сдвига 40. Конденсатор 28 включает в себя выпускной трубопровод 24 для конденсированного продукта (например, любых кислородсодержащих соединений и/или углеводородов) и выпускной трубопровод 25 для потока рециркулирующего газа. В некоторых вариантах реализации изобретения охлаждаемая ловушка конденсатора 30 может служить для вывода, главным образом, спиртов из рециркуляционного трубопровода 17 выше рециркуляционного насоса или компрессора 50 по потоку. Рециркуляционный трубопровод 15 может быть подсоединен с возможностью пропускания текучей среды к трубопроводу 13 для повторного ввода легкого газа вHSD 40, как показано на фиг. 1. Производство органического продукта путем превращения легкого газа Эксплуатация системы с высокой скоростью сдвига 100 будет теперь рассматриваться со ссылкой на фиг. 1. Как показано в варианте реализации изобретения системы с высокой скоростью сдвига 100, на фиг. 1 в вариантах реализации система 100 включает в себя два или больше потоков диспергируемого газа. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения система с высокой скоростью сдвига 100 включает в себя трубопровод для диспергируемого газа 22 и трубопровод для диспергируемого газа 23. В процессе эксплуатации с целью превращения легкого газа в органический продукт поток диспергируемого газа вводится в систему 100 по трубопроводу 22 и/или 23 и объединяется в трубопроводе 13 с жидким потоком. Диспергируемый газ в трубопроводе 22 и/или трубопроводе 23, рециркулирующая жидкость под давлением в трубопроводе 15 и жидкая среда в трубопроводе 21 вводятся отдельно или в виде смешанного потока во внешнее устройство с высокой скоростью сдвига 40. Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах реализации изобретения диспергируемый газ в трубопроводе 22 и/или трубопроводе 23 вводится в жидкую среду (которая может включать в себя источник водорода или источник водорода и катализатор) и объединенный поток газ/жидкость (или газ/жидкость/твердое вещество) вводится вHSD 40. Диспергируемый газ, введенный в HSD 40, включает в себя легкий газ. Легкий газ, подлежащий диспергированию в HSD 40, может включать в себя метан, двуокись углерода или их комбинацию. Источники природного газа часто включают в себя дополнительные газообразные компоненты, легкий газ,введенный в трубопровод 13 через трубопровод 22 и/или трубопровод 23, может дополнительно включать в себя до примерно 10% дополнительных газообразных компонентов. Дополнительными газообразными компонентами могут быть, например, этан, пропан, бутан, пентан, метанол или их комбинация. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя этан, пропан, бутан или их комбинацию, и легкий газ в трубопроводе 23 включает в себя двуокись углерода. В отдельных вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя метан. В некоторых вариантах реализации изобретения диспергируемый газ включает в себя двуокись углерода. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя двуокись углерода и метан. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя метан и двуокись углерода в соотношении 2:1. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя двуокись углерода, водород и окись углерода. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ непрерывно подается в линию 13. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость подачи диспергируемого легкого газа больше чем примерно 50 см 3/мин. В других вариантах реализации изобретения скорость подачи диспергируемого легкого газа больше чем примерно 80 см 3/мин. В других вариантах реализации изобретения скорость подачи диспергируемого легкого газа больше чем примерно 2300 см 3/мин. Жидкая среда может быть различных типов. Жидкая среда в трубопроводе 21 может включать в себя по меньшей мере один источник водорода. По меньшей мере один источник водорода может быть выбран из воды, углеводородов и их комбинаций. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкая среда выбрана из воды, низкомолекулярных жидких алканов, парафиновых масел и их комбинаций. Парафиновое масло может быть либо маслом, полученным в результате гидроочистки нефти, таким как масла Paralux, поставляемые Chevron Products Company, либо синтетическим парафиновым маслом. Подходящие синтетические парафиновые масла включают, например, полиолефиновое базовое масло группы IV по классификации API, а также базовое масло группы III по классификации API, полученное в результате гидрокрекинга/гидроизомеризации. Такое базовое масло группы IV включает в себя масло, такое как низкомолекулярный компонент полиэтилена/полипропилена. Нефтехимические компании разработали ряд процессов, в том числе, каталитическое превращение исходного сырья под давлением в присутствии водорода в высококачественное минеральное смазочное масло группы III. Кроме того, имеется в наличии синтетическое сырье группы III процесса GTL (переработки газа в жидкое топливо). Жидкая среда может дополнительно включать в себя бромид лития. Жидкая среда желательно выбрана так, что ее компоненты в значительной степени мгновенно не испаряются при условиях, существующих в устройстве с высокой скоростью сдвига 40, а остаются в нем жидкими. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкая среда включает в себя полиэтиленгликоль (ПЭГ). В некоторых вариантах реализации изобретения жидкая среда и катализатор смешиваются перед введением в сосуд 10. Например, парафиновое масло и катализатор (если используется) могут вначале загружаться в сосуд 10 перед герметизацией установок. В некоторых вариантах реализации изобретения катализатор добавляется в жидкую среду в химическом стакане с мешалкой. В других вариантах реализации изобретения жидкая среда и катализатор вводятся отдельно и перемешиваются в сосуде 10 с помощью реакторной мешалки 31. В сосуд 10, если требуется для конкретного применения, могут быть добавлены дополнительные реагенты, например, с использованием питающего насоса 4 и подводящего трубопровода 3. Затем система с высокой скоростью сдвига 100 может быть герметизирована, а в сосуде 10 может быть создан вакуум. В некоторых вариантах реализации изобретения сосуд 10 продувается кислородом. Например, вакуум может создаваться через газовый трубопровод 17 реактора. После откачивания диспергируемый легкий газ может вводиться в систему с высокой скоростью сдвига 100, до тех пор, пока давление в сосуде 10 не достигнет необходимого предела. В некоторых вариантах реализации изобретения диспергируемый легкий газ вводится в устройство с высокой скоростью сдвига 40, до тех пор, пока давление в сосуде 10 не достигнет 206,8 кПа (30 фунтов на кв. дюйм). Затем устройство с высокой скоростью сдвига 40, может быть запущено в эксплуатацию, продолжено перемешивание в реакторе, например, с использованием системы перемешивания 31, и начато перекачивание, с высокой скоростью сдвига, реакционных жидкостей через систему с высокой скоростью сдвига 100. На этой стадии система может представлять собой замкнутую систему без вывода газа или жидкости. В некоторых вариантах реализации изобретения диспергируемый легкий газ подается непосредственно в HSD 40, вместо объединения с жидкой средой в трубопроводе 13. Насос 5 может использоваться для перекачивания жидкой среды через трубопровод 21 и для создания давления и питания HSD 40,обеспечивая регулируемый поток через устройство с высокой скоростью сдвига (HSD) 40 и систему с высокой скоростью сдвига 100. В некоторых вариантах реализации изобретения насос 5 повышает давление входящего потока HSD больше чем до 202,65 кПа (2 атм.) или же больше чем примерно до 303,975 кПа (3 атмосферы). Таким образом, система с высокой скоростью сдвига 100 может сочетать высокую скорость сдвига и высокое давление для улучшения тщательного перемешивания реагентов. После подачи насосом легкий газ и жидкая среда перемешиваются в HSD 40, которое используется для создания мелкочастичной дисперсии легкого газа в жидкой среде. В HSD 40 легкий газ и жидкая среда интенсивно диспергируются, так что образуются нанопузырьки, пузырьки субмикронного размера и/или микропузырьки легкого газа для превосходного растворения в растворе и улучшения перемешивания реагентов. Например, для создания дисперсии диспергируемого легкого газа в жидкой среде может использоваться диспергатор, IKA модели DR 2000/4, трехступенчатое диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, оборудованное тремя роторами в комбинации со статорами, расположенными последовательно. Комплекты ротор/статор могут быть, например, сконфигурированы так, как показано на фиг. 2. Объединенные реагенты входят в устройство с высокой скоростью сдвига, по трубопроводу 13 и поступают в систему ротор/статор первой ступени. Роторы и статоры первой ступени могут иметь зубцы, расположенные по окружности ротора и статора первой ступени, соответственно. Крупнозернистая дисперсия, выходя из первой ступени, поступает на вторую ступень ротор/статор. Ротор и статор второй ступени могут также включать в себя зубцы, расположенные по окружности ротора и статора соответственно. Дисперсия с уменьшенным размером пузырьков, выходящая из второй ступени, поступает в систему ротор/статор третьей ступени, которая может включать в себя ротор и статор, имеющие зубцы ротора и статора соответственно. Дисперсия выходит из устройства с высокой скоростью сдвига,по трубопроводу 18. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига постепенно увеличивается вдоль направления движения потока 260. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига в первой ступени ротор/статор больше, чем скорость сдвига в следующей ступени(ях). В других вариантах реализации изобретения скорость сдвига, по существу, постоянна вдоль направления движения потока, причем скорость сдвига в каждой ступени, по существу, одинакова. Ротор(ы) HSD 40 может быть установлен так, чтобы он(и) вращался со скоростью, соответствующей диаметру ротора и необходимой линейной скоростью конца лопасти. Как описано выше, устройство с высокой скоростью сдвига (например, коллоидная мельница или диспергатор с зубчатым венцом) имеет либо фиксированный зазор между статором и ротором,либо регулируемый зазор. В некоторых вариантах реализации процесса сопротивление переноса реагентов уменьшается за счет работы устройства с высокой скоростью сдвига, так, что скорость реакции увеличивается больше чем примерно на 5%. В некоторых вариантах реализации процесса сопротивление переноса реагентов уменьшается за счет работы устройства с высокой скоростью сдвига, так, что скорость реакции увеличивается больше чем примерно в 5 раз. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость реакции увеличивается по меньшей мере в 10 раз. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость реакции увеличивается в интервале от примерно 10 до примерно 100 раз. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 имеет производительность по меньшей мере 300 л/ч при линейной скорости конца лопасти по меньшей мере 4500 футов в минуту (22 м/с), и скорость может превосходить 7900 футов в минуту (40 м/с). Потребление энергии может составлять около 1,5 кВт. Несмотря на то что измерение мгновенной температуры и давления в области конца лопасти вращающегося устройства с высокой скоростью сдвига, или вращающегося элемента в HSD 40, трудно осуществить, по нашим оценкам, локализованная температура, которой подвергаются тщательно перемешиваемые реагенты, превышает 500 С, а давление превышает 500 кг/см 2 (49 МПа) в условиях кавитации. Высокая скорость сдвига приводит к образованию дисперсии легкого газа с пузырьками микронного или субмикронного размера. В некоторых вариантах реализации изобретения получающаяся дисперсия имеет средний размер пузырьков меньше чем примерно 1,5 мкм. Соответственно, дисперсия, выходящая из HSD 40 через трубопровод 18, состоит из газовых пузырьков микронного и/или субмикронного размера. В некоторых вариантах реализации изобретения средний размер пузырьков находится в интервале от примерно 0,4 до примерно 1,5 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения получающаяся дисперсия имеет средний размер пузырьков меньше чем 1 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения средний размер пузырьков меньше чем примерно 400 нм и в некоторых случаях может быть меньше чем примерно 100 нм. Во многих вариантах реализации изобретения дисперсия способна оставаться стабильной при атмосферном давлении в течение по меньшей мере 15 мин. В некоторых вариантах реализации изобретения "средний размер пузырьков" относится к среднему диаметру пузырьков в условиях реакции. После диспергирования получившаяся дисперсия газ/жидкость или газ/жидкость/твердое вещество выходит из HSD 40 через трубопровод 18 и поступает в сосуд 10, как показано на фиг. 1. Дисперсия в трубопроводе 18 перед поступлением в сосуд 10 может необязательно подвергаться дополнительной обработке (нагревание/охлаждение), как это может потребоваться в конкретном применении. В результате тщательного перемешивания реагентов перед поступлением в сосуд 10 существенная доля химической реакции может проходить в HSD 40. Соответственно, в некоторых вариантах реализации изобретения реактор/сосуд 10 может использоваться, главным образом, для нагревания и отделения жидких продук- 16024157 тов реакции от непрореагировавшего легкого газа и любого газообразного продукта. Или же, или дополнительно, сосуд 10 может использоваться в качестве первичного реакционного сосуда, в котором производится большая часть органического продукта. Например, в вариантах реализации изобретения сосуд 10 является реактором с неподвижным слоем, включающим в себя неподвижный слой катализатора. Катализатор Если для активирования реакций превращения используется катализатор, то катализатор может быть введен в сосуд 10 в виде суспензии или потока катализатора, например, через трубопровод 3. Или же, или дополнительно, катализатор может быть добавлен где-нибудь в другом месте в системе 100. Например, суспензия катализатора может быть введена в трубопровод 21. В некоторых вариантах реализации изобретения система 100 включает в себя замкнутый цикл суспензии, а трубопровод 21 может содержать жидкую среду, жидкий продукт и/или катализатор, рециркулирующий из трубопровода 16. В некоторых вариантах реализации изобретения катализатором может быть неподвижный слой катализатора. Система и способ настоящей заявки объединяют высокую скорость сдвига и, возможно, кавитацию для создания условий, благоприятных не только для образования свободных радикалов водорода, но также имеют потенциал для создания свободных радикалов гидроксила и, возможно, даже отрыва атома кислорода непосредственно от диоксида кремния. В некоторых вариантах реализации описываемого способа легкий газ и вода контактируют с катализатором для диссоциации воды и/или катализатора и последующей диссоциации диоксида углерода и/или алкана. Такой катализатор широко используется в реакциях конверсии водяного газа. Реакция конверсии водяного газа (WGS) - это хорошо известная каталитическая реакция, которая,помимо прочего, используется для производства водорода по химической реакции СО с водяным паром(Н 2 О) в соответствии со следующим стехиометрическим уравнением: В этой реакции, как правило, используется катализатор. Типичные катализаторы, применяющиеся в данной реакции, основаны на комбинациях оксида железа с хромом при высокой температуре (около 350 С) или на смесях соединений меди и цинка при более низких температурах) около 200 С. К катализаторам дегидрогенирования относятся также различные каталитические композиции,включающие в себя соединение металла платиновой группы и соединение металла-модификатора, выбранное из группы, включающей в себя соединения олова, соединения германия, соединения рения или их известные смеси. Например, связанные патенты США 3632503, 3755481 и 3878131 описывают катализатор, включающий в себя соединение металла платиновой группы, соединение олова и соединение германия на пористом материале носителя. Также хорошо известно, что соединения, включающие в себя рений, имеют способность активировать реакции дегидрогенирования. В зависимости от условий реакции и селективности катализатора, простые спирты, такие как метанол, можно получать непосредственно из легкого газа и воды с использованием способа и системы настоящей заявки. Кислород, выделившийся в условиях высокой скорости сдвига, может реагировать с другими созданными радикалами с образованием простых спиртов. Из метанола может быть получен диметиловый эфир. Затем диметиловый эфир может использоваться в качестве топлива, либо непосредственно, либо в смеси с обычным топливом. Общая схема химических реакций и энергетический баланс процесса для легкого газа, включающего в себя двуокись углерода, показан уравнениями 2-10. Теплота реакций для уравнений 2-9 рассчитана из соответствующих значений теплоты образования. Для группы(-СН 2-) теплота образования рассчитана как 1/8 теплоты образования октана. Не желая ограничиваться конкретной теорией, полагают, что уравнение 8 является суммарным уравнением всех реакций, которые предположительно происходят после стадии отрыва атома кислорода от CO2, то есть стадий 4-7, и показывает общее количество образующегося углеводорода. Уравнение 9 показывает теплоту конденсации для образующейся воды, которая может быть возвращена в процесс. Уравнение 10 показывает общий баланс химических веществ и расчетное общее потребление энергии процесса. Сосуд/реактор 10 может эксплуатироваться в режиме либо непрерывного, либо полунепрерывного потока, или может эксплуатироваться в периодическом режиме. Содержимое сосуда 10 может поддер- 17024157 живаться при определенной температуре реакции с использованием оборудования для нагревания и/или охлаждения (например, теплообменник H1) и приборов для измерения температуры. Давление в сосуде может контролироваться с помощью подходящих приборов для измерения давления, а уровень реагентов в сосуде может регулироваться с использованием регулятора уровня (не показан), любыми способами,известными в данной области техники. Содержимое может перемешиваться непрерывно или полунепрерывно с использованием, например, системы перемешивания 31. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере часть реакционной смеси в трубопроводе 16, включающей в себя жидкую среду, жидкий продукт и необязательно катализатор, возвращается в HSD 40 для осуществления эксплуатации в несколько проходов. Трубопровод 16 может быть подсоединен с возможностью пропускания текучей среды трубопроводом 20 к трубопроводу 21 для рециркуляции по меньшей мере части содержимого трубопровода 16 в HSD 40. Как показано на фиг. 1,теплообменник Н 2 может применяться для регулирования температуры в трубопроводе 21. Непрореагировавший легкий газ вместе с любым другим газом в сосуде 10 может выходить из сосуда 10 через газовый трубопровод 17. Как показано на фиг. 1, в вариантах реализации изобретения газ,извлеченный из свободного пространства сосуда 10, может быть пропущен через конденсатор 30. Извлечение газообразных продуктов реакции может осуществляться, например, с помощью компрессора 50. Конденсатор 30 может включать в себя охлаждающий змеевик и охлаждаемую ловушку. Не сконденсировавшиеся газы из конденсатора 30 могут быть введены по трубопроводу 25 в компрессор 50. Сжатый газ может рециркулировать через, например, трубопровод 15. Трубопровод 15 может вводить сжатый материал из компрессора 50 либо в трубопровод ввода в HSD 40, либо непосредственно в HSD 40, или в трубопровод 13, трубопровод 22 и/или трубопровод 23. Сконденсированный жидкий продукт 24, выходящий из конденсатора 30, извлекается из системы. Сконденсированная жидкость в трубопроводе 24 включает в себя продукты реакции, которые могут использоваться любыми известными в данной области техники способами, например, отправляться на продажу или направляться для превращения в различные иные химические продукты. Температура В некоторых вариантах реализации изобретения использование описанного процесса, включающего в себя перемешивание реагентов с использованием внешнего устройства с высокой скоростью сдвига 40,позволяет превратить легкий газ в органический продукт, включающий в себя кислородсодержащие соединения, углеводороды или их комбинацию. Температура в устройстве с высокой скоростью сдвига 40 желательно поддерживается ниже температуры возгорания жидкой среды. В некоторых вариантах реализации изобретения температура реакции меньше чем 220 С. В некоторых вариантах реализации изобретения рабочие условия включают в себя температуру в интервале от примерно 100 до примерно 230 С. В некоторых вариантах реализации изобретения температура находится в интервале от примерно 30 до примерно 40 С. В некоторых вариантах реализации изобретения температура находится в интервале от примерно 160 до 180 С. В некоторых особых вариантах реализации изобретения температура реакции находится в интервале от примерно 155 до примерно 160 С. В некоторых вариантах реализации изобретения характеристики продукта изменяются в зависимости от температуры в сосуде 10, и температуру в реакторе можно отрегулировать так, чтобы получить продукт с необходимыми характеристиками. При повышенной температуре может быть произведено большее количество низкомолекулярных материалов,в то время как при более низкой температуре может быть произведено большее количество высокомолекулярных материалов. Давление В некоторых вариантах реализации изобретения давление реакции в сосуде 10 находится в интервале от примерно 202,65 кПа (2 атм.) до примерно 5,6-6,1 МПа (55-60 атм.). В некоторых вариантах реализации изобретения давление реакции находится в интервале от примерно 810,6 кПа до примерно 1,5 МПа (от примерно 8 атм. до примерно 15 атм.). В некоторых вариантах реализации изобретения сосуд 10 эксплуатируется при давлении, близком к атмосферному давлению. В вариантах реализации изобретения давление реакции меньше чем примерно 6895 кПа (1000 фунтов на кв. дюйм). Или же, в некоторых вариантах реализации изобретения рабочее давление меньше чем примерно 3445 кПа (500 фунтов на кв. дюйм). В некоторых вариантах реализации изобретения рабочее давление меньше чем примерно 3100 кПа (450 фунтов на кв. дюйм). В некоторых вариантах реализации изобретения рабочее давление меньше чем примерно 1030 кПа (150 фунтов на кв. дюйм). В некоторых случаях желательно дальнейшее повышение степени превращения легкого газа. Повышение давления реакции повышает скорость реакции, но также повышает износ конструкционных материалов реакторов, трубопроводов и механических узлов всей установки, а также вспомогательных устройств. Превосходное растворение и/или диспергирование, которое обеспечивает внешнее перемешивание с высокой скоростью сдвига, может позволить понизить рабочее давление, а также сохранить на уровне или даже повысить выработку продукции. Эксплуатация в несколько проходов Как показано на фиг. 1, может быть желательным повторно пропускать содержимое сосуда 10 или его часть через HSD 40. В этом случае, как показано, трубопровод 16 может быть подсоединен к трубо- 18024157 проводу 21, так что по меньшей мере часть содержимого трубопровода 16 может рециркулировать из сосуда 10 и перекачиваться насосом 5 в трубопровод 13, а затем в HSD 40. Дополнительный легкий газ может быть введен в трубопровод 13 или может быть добавлен непосредственно в устройство с высокой скоростью сдвига (не показано). В других вариантах реализации изобретения продукт в трубопроводе 16 может дополнительно обрабатываться (например, из него может быть удален жидкий продукт) перед рециркуляцией части жидкости, находящейся в трубопроводе 16, в устройство с высокой скоростью сдвига 40. В некоторых вариантах реализации изобретения может быть желательным пропускать жидкую среду и диспергируемый газ, включающий двуокись углерода и/или алкан, через устройство с высокой скоростью сдвига, а затем добавить необязательный катализатор в трубопровод 13 во время второго прохода через HSD 40. Несколько перемешивающих устройств с высокой скоростью сдвига В некоторых вариантах реализации изобретения два или больше устройств с высокой скоростью сдвига, подобных HSD 40 или сконфигурированных иным образом, расположены последовательно и используются для дальнейшей интенсификации реакции. Эксплуатация устройств может осуществляться либо в периодическом, либо в непрерывном режиме. В некоторых случаях, когда желательно иметь процесс, осуществляемый в один проход, или "прямоточный" процесс, использование нескольких последовательных устройств с высокой скоростью сдвига может быть выгодным. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения дисперсия, выходящая в трубопровод 18, может быть подана во второе устройство с высокой скоростью сдвига. В тех случаях, когда несколько устройств с высокой скоростью сдвига 40 эксплуатируется последовательно, дополнительный легкий газ может быть введен в сырьевой поток на входе каждого устройства. Несмотря на то что это, как правило, менее желательно, в тех вариантах реализации изобретения, в которых устройства с высокой скоростью сдвига 40, эксплуатируются последовательно, сосуд 10 можно опустить. В некоторых вариантах реализации изобретения несколько устройств с высокой скоростью сдвига 40 эксплуатируются параллельно, и выходящие из них дисперсии вводятся в один или несколько сосудов 10. Продукт/Последующая переработка Газ выводится из сосуда 10 с использованием выпускного газового трубопровода 17. Газ в трубопроводе 17 может включать непрореагировавший легкий газ, H2, а также кислородсодержащий или углеводородный продукт. Газ, выведенный через трубопровод для газообразных продуктов реакции 17, может быть дополнительно обработан, а его компоненты могут использоваться повторно. Например, охлаждаемая ловушка 30 может использоваться для конденсации и удаления из газового трубопровода 17 любого произведенного кислородсодержащего соединения и/или углеводорода, который выходит из сосуда 10 в трубопровод рециркуляции газа 17. Поток конденсата, выходящий из конденсатора 30 по трубопроводу 24, может включать в себя, главным образом, спирты. В некоторых вариантах реализации изобретения поток сконденсированного жидкого продукта в трубопроводе 24 может включать в себя метанол. В некоторых вариантах реализации изобретения поток сконденсированного жидкого продукта в трубопроводе 24 может включать в себя больше чем 50% метанола. В некоторых вариантах реализации изобретения поток сконденсированного жидкого продукта в трубопроводе 24 может включать в себя больше чем 65% метанола. В вариантах реализации изобретения поток сконденсированного жидкого продукта в трубопроводе 24 может включать в себя примерно 68% метанола. В вариантах реализации изобретения метанол и двуокись углерода превращаются в органический кислородсодержащий продукт,включающий в себя этанол. В некоторых применениях непрореагировавший легкий газ, удаляемый из охлаждаемой ловушки 30 с использованием трубопровода 25, выделяют и вводят (непосредственно или опосредованно) обратно в устройство с высокой скоростью сдвига 40. Часть продукта в трубопроводе 16 может быть выведена из сосуда 10. Органический продукт в трубопроводе 16 включает в себя жидкие кислородсодержащие соединения, углеводороды или их комбинацию в дополнение к жидкой среде. Поток продуктов может включать в себя, главным образом, углеводороды, произведенные в процессе реакции, наряду с жидкой средой. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения продукт в трубопроводе 16 включает углеводороды в полиэтиленгликоле. В тех применениях, в которых в легком газе присутствует этан, бутан, пропан и пентан, получающийся продукт в трубопроводе 16 может включать в себя продукт, имеющий более высокое количество атомов углерода, чем в случае использования метана и диоксида углерода. В таких случаях продукт, выводимый через трубопровод 16, может включать в себя большее количество смешанных кислородсодержащих соединений и альдегидов. Жидкий продукт, включающий в себя кислородсодержащее соединение и/или углеводород, извлеченный из трубопровода для продуктов 16 и/или трубопровода для конденсата 24, затем может использоваться в качестве топлива или в качестве сырья для других химических процессов, как известно специалисту в данной области техники. Например, метанол, произведенный по этому способу, может использоваться как сырье для производства формальдегида. Повышение нефтеотдачи с использованием жидкостей, полученных из метана Нефть с низкой плотностью в градусах API (вязкая нефть) часто трудно добывать из-за ее неудов- 19024157 летворительных реологических свойств. Для облегчения добычи нефти с низкой плотностью в градусахAPI сегодня используются различные способы, включая нагнетание СО 2, пара и воды. При бурении для добычи нефти природный газ из скважины часто используется для повторного повышения давления в скважине с целью повышения нефтеотдачи. Однако закачка природного газа может мало чем облегчить добычу нефти с низкой плотностью в градусах API, которая с трудом перемещается в пространстве скважины. Описываемая система и способ может использоваться в добыче сырой нефти из нефтяных скважин и может быть, в частности, полезен для повышения нефтеотдачи (например, тяжелой нефти), расположенной внутри скважины. Газообразный метан можно превратить в жидкости in situ в месте расположения скважины с использованием описываемой системы и способов, и использовать их для повышения нефтеотдачи. В некоторых вариантах реализации изобретения в соответствии с настоящей заявкой природный газ(включающий в себя метан), либо из устья скважины, либо из другого источника превращается с использованием описываемой системы и способа в жидкости, которые нагнетаются в скважину для повышения нефтеотдачи залежей тяжелой нефти. В некоторых вариантах реализации изобретения органические кислородсодержащие соединения и другие жидкие продукты, получаемые из газа, включающего в себя метан и выходящие из системы 100 по трубопроводу 16 и/или 24, используются для повышения нефтеотдачи. Система 100 может быть собрана на мобильных модульных установках. Такие установки могут позволить осуществлять превращение газа в удаленных месторасположениях, а избыточный газ может сжигаться на факеле. Более крупные установки можно использовать там, где необходимо вести добычу из более крупных залежей тяжелой сырой нефти. Превращение легкого газа В некоторых вариантах реализации изобретения больше чем примерно 80% легкого газа превращается в продукт с использованием описываемого способа, а любой остающийся непрореагировавший газ находится в свободном пространстве реактора и/или растворяется в жидком продукте. В некоторых вариантах реализации изобретения больше чем примерно 90% легкого газа превращается в органический продукт. В некоторых вариантах реализации изобретения, по существу, весь легкий газ превращается в продукт. В некоторых вариантах реализации изобретения, по существу, весь легкий газ превращается в продукт при эксплуатации замкнутой системы в несколько проходов. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя двуокись углерода, и степень превращения диоксида углерода больше чем примерно 60%. В вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя двуокись углерода, и степень превращения диоксида углерода больше чем примерно 80%. В вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя двуокись углерода,и степень превращения диоксида углерода больше чем примерно 90%. В вариантах реализации изобретения используется замкнутая система, и, по существу, вся двуокись углерода, введенная в диспергируемый газ по трубопроводам 22 и/или 23, превращается в продукт. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя метан, и степень превращения метана больше чем примерно 60%. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя метан, и степень превращения метана больше чем примерно 80%. В некоторых вариантах реализации изобретения легкий газ включает в себя метан, и степень превращения метана больше чем примерно 90%. В некоторых вариантах реализации изобретения используется замкнутая система, и,по существу, весь метан, введенный в систему с высокой скоростью сдвига 100, превращается в продукт. В определенных вариантах реализации изобретения выход органических кислородсодержащих соединений больше, чем выход углеводорода. В вариантах реализации изобретения выход органических кислородсодержащих соединений больше чем примерно 50%. В некоторых вариантах реализации изобретения выход кислородсодержащих соединений больше чем примерно 70%. Преимущества Увеличенная площадь поверхности пузырьков легкого газа субмикронного и/или микронного размера в дисперсии, находящейся в трубопроводе 18, произведенной в устройстве с высокой скоростью сдвига 40, приводит к более быстрому и/или более полному превращению легкого газа. Как отмечалось выше, дополнительными преимуществами являются возможность эксплуатации сосуда 10 при более низкой температуре и давлении, что влечет за собой экономию как эксплуатационных, так и капитальных затрат. Преимущества настоящего изобретения включают, но не ограничиваются, более коротким временем цикла, повышенной производительностью, уменьшенными эксплуатационными расходами и/или уменьшенными капитальными затратами из-за возможности разработки реакторов меньшего размера, и/или эксплуатации реактора при более низкой температуре и/или давлении и возможного снижения потребности в катализаторе. Применение интенсивного перемешивания реагентов с помощью HSD 40 потенциально позволяет реализовать производство существенного количества органического продукта из легкого газа. В некоторых вариантах реализации изобретения интенсивное перемешивание делает возможным повышение пропускной способности по технологическому потоку. В некоторых вариантах реализации изобретения пе- 20024157 ремешивающее устройство с высокой скоростью сдвига, включено в существующий процесс, позволяя повысить объем выработки (то есть более высокая производительность). В отличие от некоторых способов, которые пытаются повысить степень превращения путем простого повышения давления в реакторе,превосходные характеристики дисперсии и площади контакта, которые обеспечивает внешнее перемешивание с высокой скоростью сдвига, могут во многих случаях позволить понизить общее рабочее давление, а также сохранить на прежнем уровне или даже повысить выработку продукции. Не желая ограничиваться конкретной теорией, считают, что уровень или степень перемешивания с высокой скоростью сдвига является достаточной для повышения скоростей массопереноса, а также для создания локализованных неидеальных условий, которые позволяют проходить тем реакциям, которые в иных обстоятельствах не должны проходить исходя из оценок свободной энергии Гиббса. Считают, что в устройстве с высокой скоростью сдвига, имеют место локализованные неидеальные условия, с повышенной температурой и давлением, причем, как полагают, наиболее существенно повышается локализованное давление. Повышения давления и температуры в устройстве с высокой скоростью сдвига, локализованы и кратковременны, и быстро возвращаются к объемным или средним условиям для системы, как только вещество выходит из устройства с высокой скоростью сдвига. В некоторых случаях перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига, создает кавитацию, достаточно интенсивную для диссоциации одного или нескольких реагентов на свободные радикалы, которые могут интенсифицировать химическую реакцию или позволить реакции проходить в менее жестких условиях, чем те, которые могли бы потребоваться в других обстоятельствах. Кавитация может также повышать скорости процессов переноса за счет создания локальной турбулентности и микроциркуляции жидкости (акустический поток). Обзор применений явления кавитации в приложениях по химической/физической обработке представлен в работе Gogate et al., "Cavitation: A technology on the horizon," Current Science 91 (No. 1): 35-46(2006). При таких неидеальных условиях двуокись углерода и/или алкан могут диссоциировать; и молекулы воды и/или простого алкана могут превращаться в свободные радикалы. Затем свободные радикалы могут превращаться в углеводороды и кислородсодержащие соединения. В HSD 40 возможно осуществить дегидрирование алкана и/или расщепление диоксида углерода с помощью по меньшей мере одного подходящего катализатора с образованием реакционноспособных радикальных соединений. Описываемая система и способ может обеспечить превращение легкого газа в ценный продукт(ы) без существенных выбросов в атмосферу за счет превращения в неидеальных условиях, которые обеспечиваются за счет использования высокой скорости сдвига. В некоторых вариантах реализации изобретения система и способы, описанные в настоящей заявке,позволяют проектировать более маломасштабный и/или требующий меньших капитальных затрат процесс, чем это было возможно ранее без использования внешнего устройства с высокой скоростью сдвига 40. Потенциальными преимуществами определенных вариантов реализации изобретения описанных способов являются уменьшенные эксплуатационные расходы и повышенная производительность существующего процесса. Репрезентативные данные, полученные с использованием варианта реализации описанной системы и способа, представлены ниже в примерах 1-5. Реакция Фишера-Тропша (ФТ) Процесс Фишера-Тропша (ФТ) используется для превращения углеродсодержащего сырья, например каменного угля или природного газа, в более ценное жидкое топливо или нефтепродукты. Во многих регионах мира имеются большие количества метана, основного компонента природного газа. Для получения оксида углерода и водорода (то есть синтез-газа) метан может быть подвергнут риформингу с использованием воды или частично окислен с использованием кислорода. В качестве исходных сырьевых материалов, из которых может быть получен синтез-газ, может использоваться каменный уголь и другие твердые материалы. В настоящей заявке процесс ФТ включает риформинг синтез-газа (производство углеводородов из оксида углерода и водорода); он также включает процесс превращения природного газа или каменного угля в жидкое топливо, например, производство синтез-газа и риформинг синтезгаза. Получение углеводородов из синтез-газа хорошо известно в данной области техники и обычно называется синтезом Фишера-Тропша, процессом Фишера-Тропша или реакцией(ями) Фишера-Тропша. Катализаторы, использующиеся в таком синтезе, содержат каталитически активный металл 8, 9, 10 групп(в новой системе обозначений элементов Периодической таблицы). В частности, в качестве каталитически активного металла может использоваться железо, кобальт, никель и рутений. Было обнаружено, что кобальт и никель особенно подходят для катализирования процесса, в котором синтез-газ превращается,главным образом, в углеводороды, имеющие пять и более атомов углерода (то есть в тех случаях, когда высока селективность катализатора в отношении С 5+). Катализатор Фишера-Тропша также может быть улучшен другими металлами. Каталитическое гидрирование с использованием синтеза Фишера-Тропша может давать разнообразные продукты, от метана до высших алканов и алифатических спиртов. Реакции синтеза ФишераТропша сильно экзотермические, и реакционные сосуды должны проектироваться исходя из адекватной теплообменной способности. Поскольку реагенты для синтеза Фишера-Тропша являются газами, в то время как потоки продуктов включают в себя жидкости и парафины, система обычно рассчитана на непрерывное производство и удаление из нее необходимых жидких продуктов и парафиновых углеводородов. Исследования продолжаются в направлении разработки более эффективных систем катализатора Фишера-Тропша и реакционных систем, которые повышают селективность в отношении более ценных углеводородов в протоке продуктов синтеза Фишера-Тропша. В частности, ряд исследований описывают поведение катализаторов на основе железа, кобальта или рутения в реакторах различных типов, наряду с разработкой композиций и рецептур катализатора. Существуют существенные различия в распределениях молекулярной массы углеводородных продуктов, полученных в реакционных системах Фишера-Тропша. Состав продуктов и селективность в отношении определенных продуктов зависит от типа и структуры катализатора и от типа реактора и рабочих условий. Вообще, однако, процесс Фишера-Тропша дает преимущественно воскообразные соединения с более высокой молекулярной массой. Эксплуатация процесса Фишера-Тропша при более низкой температуре, как правило, приводит к образованию более тяжелых углеводородных продуктов. В традиционных процессах Фишера-Тропша материалы с более высокой молекулярной массой впоследствии подвергаются крекингу с образованием жидких продуктов с более низкой молекулярной массой, предназначенных для использования в качестве топлива или химического сырья. Таким образом, желательно максимизировать селективность синтеза Фишера-Тропша в отношении производства более ценных углеводородов, например, углеводородов с пятью или более атомами углерода в углеродной цепи. Описываются системы с высокой скоростью сдвига и способы для превращения синтез-газа в жидкие и газообразные углеводороды в процессе Фишера-Тропша. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения способ получения углеводородов С 2+ включает получение дисперсии, включающей пузырьки синтез-газа, диспергированные в жидкой фазе, включающей углеводороды, в устройстве с высокой скоростью сдвига, при этом средний диаметр пузырьков синтез-газа в дисперсии меньше чем примерно 1,5 мкм; введение дисперсии в реактор; и отведение потока продуктов, включающих жидкие углеводороды, из реактора. Пузырьки газа могут иметь средний диаметр меньше чем 400 нм. Пузырьки газа могут иметь средний диаметр не больше чем 100 нм. Синтез-газ можно получать риформингом природного газа. Синтез-газ можно получать газификацией твердых веществ. В некоторых вариантах реализации изобретения твердое вещество выбрано из группы, состоящей из каменного угля, биомассы и биологически возобновляемых веществ. Реактор может включать катализатор Фишера-Тропша и способ может дополнительно включать использование по меньшей мере части потока продуктов в устройстве с высокой скоростью сдвига. Часть потока продуктов, возвращающаяся в устройство с высокой скоростью сдвига, может включать катализатор Фишера-Тропша. Часть потока продуктов, возвращающаяся в устройство с высокой скоростью сдвига, может, по существу, не содержать катализатор ФишераТропша. В некоторых вариантах реализации изобретения получение дисперсии включает действие на синтез-газ и жидкую фазу сдвига со скоростью больше чем примерно 20000 с-1. Устройство с высокой скоростью сдвига может включать в себя по меньшей мере один ротор, причем в процессе образования дисперсии по меньшей мере один ротор вращается с линейной скоростью конца лопасти по меньшей мере 22,9 м/с (4500 футов в минуту). В некоторых вариантах реализации изобретения устройство с высокой скоростью сдвига создает локальное давление по меньшей мере около 1034,2 МПа (150000 фунтов на кв. дюйм) на лопасти по меньшей мере одного ротора. Расход энергии устройства с высокой скоростью сдвига может быть больше чем 1000 Вт/м 3. В некоторых вариантах реализации способа катализатор включает металл, выбранный из группы, включающей железо, кобальт и их комбинации. В заявке также описывается способ для превращения синтез-газа в углеводороды С 2+, включающий получение жидкой смеси, включающей синтез-газ и жидкость, включающую углеводороды; воздействие на жидкую смесь высокой скорости сдвига со скоростью больше чем 20000 с-1 с получением дисперсии пузырьков оксида углерода и водорода в непрерывной фазе жидкости и введение дисперсии в реактор Фишера-Тропша, из которого выводятся продукты реакции. Способ может дополнительно включать в себя выведение потока газа, включающего непрореагировавший синтез-газ, из верхней части реактора, и получение дополнительной дисперсии по меньшей мере с частью непрореагировавшего синтез-газа. Средний диаметр пузырьков газообразного водорода и газообразного оксида углерода в дисперсии может быть меньше чем примерно 5 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения дисперсия стабильна в течение по меньшей мере 15 мин при атмосферном давлении. В воздействие на жидкую смесь сдвига со скоростью больше чем 20000 с-1 может включать в себя введение жидкости в устройство с высокой скоростью сдвига, включающее в себя по меньшей мере два генератора. В настоящей заявке описывается система для превращения газообразного оксида углерода и газообразного водорода в углеводороды С 2+, включающая по меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига, включающее в себя по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор, разделенные рабочим зазором, причем рабочий зазор - это минимальное расстояние между по меньшей мере одним ротором и по меньшей мере одним статором, и в которой перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига способно создавать линейную скорость конца лопасти по меньшей мере одного ротора больше чем 22,9 м/с (4500 футов в минуту); и насос, сконфигурированный для подачи жидкого потока, включающего в себя жидкую среду, к перемешивающему устройству, с высокой скоростью сдвига. Система может дополнительно включать в себя реактор Фишера-Тропша, соединенный с возможностью пропускания текучей среды с выходом внешнего устройства с высокой скоростью сдвига и имеющий выход для потока продуктов, включающего в себя жидкие углеводороды. По меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига может быть сконфигурировано для получения дисперсии пузырьков газообразного водорода и газообразного оксида углерода в жидкой фазе; причем средний диаметр пузырьков в дисперсии меньше чем 5 нм. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере одно перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига способно создавать линейную скорость конца лопасти по меньшей мере одного ротора по меньшей мере 20,3 м/с(4000 футов в минуту). Система может включать в себя по меньшей мере два перемешивающих устройства, создающих высокую скорость сдвига. Реактор может быть суспензионным реактором. В вариантах реализации изобретения система дополнительно включает в себя сепаратор, поток продуктов дополнительно включает в себя катализатор, и сепаратор включает в себя вход, соединенный с выходом для потока продуктов, и выход для потока суспензии катализатора, из которого выводится по меньшей мере часть жидких углеводородов, и выход для потока, включающего в себя жидкие углеводороды. Способ может дополнительно включать в себя линию рециркуляции, соединяющую выход для потока суспензии катализатора и вход в реактор Фишера-Тропша. В системе для превращения синтез-газа в углеводороды С 2+, включающей реактор Фишера-Тропша и катализатор Фишера-Тропша, который катализирует превращение синтез-газа в углеводороды С 2+,описывается усовершенствование, включающее внешнее устройство с высокой скоростью сдвига, расположенное выше реактора по потоку, внешнее устройство с высокой скоростью сдвига, включающее в себя вход для жидкого потока, включающего в себя синтез-газ и жидкую среду, и по меньшей мере один генератор, включающий в себя ротор и статор, разделенные рабочим зазором, причем устройство с высокой скоростью сдвига обеспечивает потребление энергии больше чем 1000 Вт/м 3 жидкости. Устройство с высокой скоростью сдвига может включать в себя по меньшей мере два генератора. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига, обеспечивающаяся одним генератором, больше, чем скорость сдвига, обеспечивающаяся другим генератором. В некоторых вариантах реализации изобретения система дополнительно включает в себя насос,сконфигурированный для подачи жидкой среды и синтез-газа к перемешивающему устройству с высокой скоростью сдвига. Система включает в себя реактор, сконфигурированный для приема дисперсии из устройства с высокой скоростью сдвига. Некоторые варианты реализации системы потенциально делают возможным превращение синтез-газа в углеводороды без необходимости в реакторах Фишера-Тропша большого объема за счет использования внешнего реактора под давлением, в котором создается высокая скорость сдвига. Общее представление Скорость химических реакций, в которых участвуют жидкости, газы и твердые вещества, зависит от времени контакта, температуры и давления. В тех случаях, когда желательно осуществить реакцию двух или нескольких сырьевых материалов, находящихся в разных фазах (например, твердое вещество и жидкость; жидкость и газ; твердое вещество, жидкость и газ), одним из лимитирующих факторов, контролирующих скорость реакции, является время контакта реагентов. В случае гетерогеннокаталитических реакций дополнительным фактором, ограничивающим скорость, является удаление прореагировавших продуктов с поверхности катализатора для того, чтобы позволить катализатору катализировать следующие реагенты. Время контакта реагентов и/или катализатора часто контролируют с помощью перемешивания, которое обеспечивает контакт с двумя или более реагентами, участвующими в химической реакции. Реакторный узел, который включает в себя внешнее устройство с высокой скоростью сдвига, или миксер, в соответствии с приведенным описанием, делает возможным снижение ограничений массопереноса и тем самым позволяет реакции более близко подойти к кинетическим пределам реакции. Если скорости реакций повышены, то могут быть снижены времена пребывания и, посредством этого, повышена достижимая пропускная способность. В результате применения системы и способа, в которых создается высокая скорость сдвига, может быть повышен выход продукта. Или же, если выход продукта существующего процесса приемлем, уменьшение требующегося времени пребывания за счет включения подходящего устройства с высокой скоростью сдвига, может позволить использовать более низкую температуру и/или давление, чем традиционные процессы. Для того чтобы, в соответствии с желанием, производить более тяжелые углеводороды, может использоваться реакция Фишера-Тропша при более низкой температуре. Более того, не желая ограничиваться конкретной теорией, полагают, что условия высокой скорости сдвига, обеспечивающиеся реакторным узлом, который включает в себя описанное в настоящей заявке внешнее устройство с высокой скоростью сдвига или смеситель, может позволить осуществить реакцию Фишера-Тропша превращения синтез-газа в жидкие углеводороды, в основном, имеющие пять или более атомов углерода (углеводороды С 5+), и газообразные углеводороды, в основном, имеющие два или более атомов углерода (углеводороды С 2+), при таких общих рабочих условиях, при которых обычно нельзя ожидать существенного прохождения реакции. Система для превращения синтез-газа в углеводороды по реакции Фишера-Тропша Система для реакции Фишера-Тропша в условиях высокой скорости сдвига будет описываться со ссылкой на фиг. 3, которая представляет технологическую схему варианта реализации системы с высокой скоростью сдвига 100 для превращения синтез-газа в углеводороды. К основным компонентам типичной системы относятся внешнее перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига (HSD) 40,реактор 10 и насос 5. Как показано на фиг. 3, устройство с высокой скоростью сдвига 40 расположено за пределами реактора 10. Каждый из этих компонентов более подробно описан ниже. К насосу 5 подсоединен трубопровод 21 для ввода жидкой среды в HSD 40. Трубопровод 13 подсоединяет насос 5 к HSD 40, а трубопровод 18 подсоединяет HSD 40 к реактору 10. Трубопровод 22 может быть подсоединен к трубопроводу 13 для ввода газа, включающего в себя окись углерода и водород (то есть синтез-газа). Или же, трубопровод 22 может быть подсоединен непосредственно к HSD 40. Трубопровод 17 может быть подсоединен к реактору 10 для вывода непрореагировавшего оксида углерода, водорода и/или другого вводимого газа или образующихся газообразных углеводородов С 2+. В некоторых применениях трубопровод 17 может быть подсоединен с возможностью пропускания текучей среды к трубопроводу 22, посредством чего газ в трубопроводе 17 может быть возвращен в HSD 40. Дополнительные компоненты или технологические операции могут быть встроены между реактором 10 и HSD 40, или перед насосом 5, или HSD 40, если требуется, как будет очевидно после прочтения представленного ниже описания процесса Фишера-Тропша при высокой скорости сдвига. Например, как показано на фиг. 3, в системе 100 могут быть установлены теплообменники, такие как теплообменники 60 и 80, для отвода тепла, выделяющегося в ходе экзотермической реакции Фишера-Тропша. Трубопровод может быть подсоединен к трубопроводу 21 или трубопроводу 13 (например, от реактора 10) для обеспечения эксплуатации в несколько проходов, если требуется. Как показано на фиг. 3, например, трубопровод 20 может соединять трубопровод 16 с трубопроводом 21. В тех случаях, когда через HSD 40 циркулирует катализатор Фишера-Тропша (например, когда реактор 10 эксплуатируется как циркуляционный реактор замкнутого цикла суспензии), система синтеза Фишера-Тропша с высокой скоростью сдвига 100 может дополнительно включать в себя сепаратор 30. Сепаратор 30 может быть подсоединен к реактору 10 трубопроводами трубопровод 16 и 45. Продукты из реактора 10 могут быть введены в сепаратор 30 по трубопроводу 16. Трубопровод 45 может подсоединять сепаратор 30 к реактору 10 для возврата суспензии катализатора в реактор 10. Система синтеза Фишера-Тропша с высокой скоростью сдвига 100 может дополнительно включать в себя расположенные ниже по потоку технологические установки для дальнейшей переработки жидких и газообразных продуктов, выходящих из реактора 10 (не показано на фиг. 3). Перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига Внешнее перемешивающее устройство с высокой скоростью сдвига (HSD) 40, иногда называемое также устройством с высокой скоростью сдвига или перемешивающим устройством с высокой скоростью сдвига, сконфигурировано для приема входящего через трубопровод 13 потока, включающего в себя жидкую среду и синтез-газ. Или же, HSD 40 может быть сконфигурировано для приема потоков жидкой среды и синтез-газа через отдельные подводящие трубопроводы(не показаны). Несмотря на то,что на фиг. 3 показано только одно устройство с высокой скоростью сдвига, следует понимать, что некоторые варианты реализации системы могут иметь два или более устройств с высокой скоростью сдвига расположенных либо последовательно, либо параллельно. Получающаяся дисперсия, включающая в себя пузырьки синтез-газа, и, необязательно, частицы катализатора в непрерывной жидкой фазе может называться эмульсией. Получающаяся дисперсия имеет средний размер пузырьков газа меньше чем примерно 5 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем примерно 1,5 мкм. В вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем примерно 1 мкм; предпочтительно пузырьки имеют субмикронный размер. В некоторых случаяхсредний размер пузырьков находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 1,0 мкм. В некоторых вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем 400 мкм. В вариантах реализации изобретения HSD 40 производит дисперсию, имеющую средний размер пузырьков меньше чем 100 нм. Устройство с высокой скоростью сдвига 200 производит дисперсию, включающую в себя пузырьки газа, способные оставаться в диспергированном состоянии при атмосферном давлении в течение по меньшей мере 15 мин. Реактор 10 Реакция Фишера-Тропша - это гетерогенная каталитическая реакция с участием твердого катализатора, газообразных реагентов, которыми являются окись углерода и водород, и жидких продуктов реакции. Реактор 10 может быть реактором любого типа, в котором можно провести реакцию ФишераТропша. Например, реакционный аппарат с мешалкой непрерывного или полунепрерывного действия,или один или несколько реакторов периодического действия, которые могут использоваться последовательно или параллельно. В некоторых вариантах реализации изобретения реактор 10 включает в себя один или несколько трубчатых реакторов, расположенных последовательно или параллельно. Реактор Фишера-Тропша 10 может эксплуатироваться как многотрубный реактор с неподвижным слоем, реактор с трхфазным псевдоожиженным неподвижным слоем, реактор с неподвижным псевдоожиженным слоем или циркуляционный реактор с псевдоожиженным слоем, как это известно специалисту в данной области техники. Предусмотрено любое количество подводящих трубопроводов реактора, три такие трубопровода показаны на фиг. 3 (трубопровода 15, 18 и 45). Трубопровод 18 обеспечивает подачу дисперсии реакционного газа, включающего в себя окись углерода и водород, в реактор 10. Трубопровод 18 может вводить дисперсию в нижнюю половину реактора 10, или же в нижнюю четверть реактора 10. К сосуду 10 может быть подсоединена подводящий трубопровод 15 для приема раствора или суспензии катализатора в процессе эксплуатации и/или пуска системы. Если реактор 10 эксплуатируется как циркуляционный суспензионный реактор, подводящий трубопровод 45 может быть соединена с сепаратором 30 для ввода в реактор 10 концентрированной суспензии катализатора, из которой удален жидкий продукт. Реактор 10 может включать в себя выпускной трубопровод 17 для вывода газа из верхней части реактора 10. Трубопровод 16 подсоединен к нижней части реактора 10 для вывода жидких продуктов из реактора 10. В тех вариантах реализации изобретения, в которых используется неподвижный слой катализатора, то есть когда реактором 10 является многотрубный реактор с неподвижным слоем, с неподвижным псевдоожиженным слоем или с трхфазным псевдоожиженным неподвижным слоем, выпускной трубопровод 16 может не содержать катализатор, и сепаратор может использоваться для отделения жидкой среды от произведенных углеводородов, или в некоторых применениях сепаратор 30 может отсутствовать. Предусмотрено, что реактор 10 может включать в себя множество трубопроводов для продуктов реакции 16. Реакция Фишера-Тропша будет происходить повсюду, где существуют подходящие условия времени, температуры и давления. В этом смысле превращение синтез-газа может происходить в любой точке технологической схемы фиг. 3, если условия температуры и давления являются подходящими. В тех случаях, когда используется циркулирующая суспензия катализатора (то есть когда трубопровод 21 содержит частицы катализатора), наиболее вероятно, что реакция протекает в точках, расположенных вне реактора 10, показанного на фиг. 3, а не в реакторе 10. Тем не менее, часто желательно иметь отдельный реактор 10 для того, чтобы обеспечить увеличенное время пребывания, перемешивания и нагревания и/или охлаждения. Реактор 10 может включать в себя один или несколько следующих компонентов: система перемешивания, система регулирования температуры, приборы для измерения давления, приборы для измерения температуры, одна или несколько точек ввода и регулятор уровня (не показан), в соответствии с тем,что хорошо известно в области проектирования реакционных сосудов. Например, система перемешивания может включать в себя мешалку с приводом от двигателя. Система регулирования температуры может включать в себя, например, теплообменник 70 с охлаждающими змеевиками или теплообменными трубами. Или же, поскольку большая часть реакции превращения может в некоторых вариантах реализации изобретения происходить в HSD 40, реактор 10 может в некоторых случаях служить, в основном, как емкость для хранения. Несмотря на то, что это, как правило, менее желательно, в некоторых применениях реактор 10 можно опустить, в частности, в том случае, когда применяется несколько последовательных устройств с высокой скоростью сдвига 40, как это более подробно описано ниже. Сепаратор 30 Сепаратор 30 может быть любым устройством, пригодным для отделения концентрированной суспензии катализатора от жидких углеводородных продуктов, произведенных в системе 100, и любой жидкой среды, загруженной в систему. Сепаратор 30 может быть, например, выбран из гидроциклонов, гравитационных сепараторов, фильтров и магнитных сепараторов. В некоторых вариантах реализации изобретения сепаратор 30 может быть ректификационной колонной, в которой жидкие углеводороды и жидкую среду, загруженную в систему, можно отделить от катализатора Фишера-Тропша. В тех вариантах реализации изобретения, в которых газ выводится вместе с полученными жидкими углеводородами в трубопровод 16, можно использовать дополнительный сепаратор для разделения газообразных продуктов реакции и непрореагировавшего оксида углерода и водорода от произведенных жидких углеводородов и жидкой среды. Непрореагировавшие окись углерода и водород могут быть отделены от низкокипящих газообразных углеводородов и возвращены в HSD 40. Если продукт в трубопроводе 16 включают в себя катализатор, отделенный жидкий углеводородный продукт затем может быть введен в сепаратор 30 для удаления концентрированного катализатора из жидкого углеводородного продукта. Теплообменники В дополнение к вышеупомянутым средствам нагревания/охлаждения реактора 10 для нагревания или охлаждения технологического потока в вариантах реализации изобретения, показанного на фиг. 3,предусмотрены также и другие внешние и внутренние теплообменники. Поскольку реакция ФишераТропша сильно экзотермическая, тепло можно снимать с реактора 10 с использованием любого способа,известного специалисту в данной области техники. Например, реактор 10 может включать в себя один или несколько внутренних теплообменников 70. Предусмотрено также использование внешних нагревающих и/или охлаждающих теплообменников. Некоторыми подходящими местоположениями для од- 25024157 ного или нескольких таких теплообменников являются: между насосом 5 и HSD 40, между HSD 40 и реактором 10 и выше насоса 5 по технологической линии. В одном варианте реализации изобретения на фиг. 3 теплообменник 60 размещен на линии рециркуляции газа 50. В некоторых вариантах реализации изобретения теплообменник 60 является конденсатором. Вариант реализации изобретения на фиг. 3 также включает в себя теплообменник 80, размещенный на трубопроводе 21. Теплообменник 80 может быть, например, конденсатором. Некоторыми неограничивающими примерами таких теплообменников являются конденсаторы, кожухотрубные, трубчатые, пластинчатые и змеевиковые теплообменники, известные в данной области техники. Насосы Насос 5 сконфигурирован либо для непрерывной, либо для полунепрерывной эксплуатации. Характеристики и конфигурация насоса 5 описаны выше. В дополнение к насосу 5 в систему, показанную на фиг. 3, могут быть включены один или несколько дополнительных насосов высокого давления (не показаны). Например, дожимной насос, который может быть аналогичным насосу 5, может быть включен между HSD 40 и реактором 10 для повышения давления в реакторе 10. Такие дожимные насосы могут быть способны создавать давление от примерно 500 кПа (72,5 фунта на кв. дюйм) до примерно 1500 кПа(725 фунтов на кв. дюйм), от примерно 1500 кПа (218 фунтов на кв. дюйм) до примерно 3500 кПа (508 фунтов на кв. дюйм) или от примерно 2000 кПа (290 фунтов на кв. дюйм) до примерно 3000 кПа (435 фунтов на кв. дюйм) В качестве другого примера, дополнительный питающий насос, который может быть аналогичен насосу 5, может быть включен для ввода дополнительных реагентов или катализатора в реактор 10, например, по трубопроводу 15. Производство углеводородов путем превращения синтез-газа по реакции Фишера-Тропша Эксплуатация системы для осуществления реакции Фишера-Тропша в условиях высокой скорости сдвига будет описываться со ссылкой на фиг. 3. Вначале в систему загружается подходящая жидкая среда, в которой будут диспергироваться газообразные реагенты синтеза Фишера-Тропша. Первоначальная загрузка жидкой среды может быть различных типов. Подходящие углеводородные жидкости включают в себя любую алифатическую или ароматическую маловязкую органическую жидкость. Может использоваться также любой инертный носитель, такой как силиконовое масло. Могут использоваться другие жидкости, такие как вода, однако, диссоциация воды может привести к образованию побочных продуктов реакции синтеза спиртов и альдегидов. Вообще, присутствие любого источника кислорода нежелательно из-за возможного окисления СО в CO2. Выбор жидкости будет зависеть от желательных продуктов реакции процесса Фишера-Тропша и от их растворимости в выбранной органической жидкости. Желательно, чтобы первоначальная загрузка жидкой среды включала в себя один или несколько жидких углеводородных продуктов, произведенных по реакции Фишера-Тропша, так чтобы не требовалось никакого разделения для отделения жидких углеводородных продуктов, произведенных в системе, создающей высокую скорость сдвига 100, от первоначальной загрузки жидкой среды. Трубопровод диспергируемого газа 22 содержит в себе синтез-газ, подлежащий превращению в углеводороды С 2+ по реакции Фишера-Тропша. Синтез-газ может быть приготовлен или получен любым способом, известным в данной области техники, включая частичное окисление углеводородов, паровой риформинг и автотермический риформинг. Длина углеродной цепи, производимой по реакции ФишераТропша, зависит от состава (соотношение водорода к оксиду углерода) синтез-газа, условий реакции и селективности катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения соотношение Н 2:СО в потоке диспергируемого синтез-газа, вводимого по трубопроводу 22, составляет от примерно 1:1 до примерно 5:1. В некоторых вариантах реализации изобретения соотношение Н 2:СО в потоке диспергируемого синтез-газа, вводимого по трубопроводу 22, составляет от примерно 1,7:1 до примерно 3:1. В вариантах реализации изобретения соотношение Н 2:СО равно примерно 2. Как правило, синтез-газ производится с использованием риформинга или газификации твердых веществ, в зависимости от имеющегося сырья. В некоторых вариантах реализации изобретения газообразная окись углерода и водород в линии диспергируемого газа 22 производятся с использованием риформинга или частичного окисления природного газа. В вариантах реализации изобретения синтез газ в трубопроводе 22 произведен с использованием газификации твердого вещества, такого как, в том числе, каменный уголь, биомасса и биологически возобновляемые вещества. В вариантах реализации изобретения диспергируемый газ подается непосредственно в HSD 40,вместо объединения с потоком жидких реагентов (то есть жидкой средой) в трубопроводе 13. Насос 5 может использоваться для перекачивания жидкого потока (который будет включать в себя жидкую среду и может также включать в себя углеводородные продукты при эксплуатации в несколько проходов, и может включать в себя полученные углеводороды и катализатор при эксплуатации с циркуляцией суспензии) через трубопровод 21, и для создания давления и питания HSD 40, обеспечивая регулируемый поток через HSD 40 и систему с высокой скоростью сдвига 100. В некоторых вариантах реализации изобретения насос 5 повышает давление потока на входе HSD до значения больше чем 200 кПа (29 фунтов на кв. дюйм), больше чем примерно 300 кПа (43,5 фунта на кв. дюйм), больше чем примерно 500 кПа(72,5 фунта на кв. дюйм), больше чем примерно 1000 кПа (145 фунтов на кв. дюйм) или больше чем 1500 кПа (218 фунтов на кв. дюйм). Таким образом, система с высокой скоростью сдвига 100 может сочетать высокую скорость сдвига и высокое давление для улучшения тщательного перемешивания реагентов. Теплообменник может быть размещен на трубопроводе 21 или трубопроводе 13 для охлаждения жидкой среды. В варианте реализации изобретения на фиг. 3 теплообменник 80 размещен на трубопроводе 21. После подачи насосом диспергируемый газ из трубопровода 22 газ и жидкость из трубопровода 13 перемешиваются в HSD 40, которое используется для создания мелкоразмерной дисперсии газообразного оксида углерода и водорода в жидкости. В закрытом внешнем HSD 40 синтез-газ и жидкая среда интенсивно диспергируются, так что образуются нанопузырьки, пузырьки субмикронного размера и/или микропузырьки газообразных реагентов для превосходного растворения в растворе и улучшения перемешивания реагентов. Например, для создания дисперсии диспергируемых газообразных реагентов, которыми являются окись углерода и водород, в жидкой среде, включающей в себя углеводороды, может использоваться диспергатор, IKA модели DR 2000/4, трехступенчатое диспергирующее устройство с высокой скоростью сдвига, оборудованное последовательно расположенными тремя роторами в комбинации со статорами. Комплекты ротор/статор могут быть, например, скомпонованы так, как показано на фиг. 2. Диспергируемые реагенты входят в устройство с высокой скоростью сдвига, по трубопроводу 13 и поступают в комбинацию ротор/статор первой ступени. Роторы и статоры первой ступени могут иметь зубцы, расположенные по окружности ротора и статора первой ступени соответственно. Крупнозернистая дисперсия, выходя из первой ступени, поступает во вторую ступень ротор/статор. Ротор и статор второй ступени могут также включать в себя зубцы, расположенные по окружности ротора и статора соответственно. Дисперсия с уменьшенным размером пузырьков, выходящая из второй ступени, поступает в систему ротор/статор третьей ступени, которая может включать в себя ротор и статор, имеющие зубцы ротора и статора, соответственно. Дисперсия выходит из устройства с высокой скоростью сдвига,по трубопроводу 18. Дисперсия может дополнительно включать в себя частицы катализатора в тех вариантах реализации изобретения, в которых катализатор циркулирует через HSD 40. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига постепенно увеличивается вдоль направления движения потока 260. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения скорость сдвига в первой ступени ротор/статор больше чем скорость сдвига в следующей ступени(ях). В других вариантах реализации изобретения скорость сдвига, по существу, постоянна вдоль направления движения потока, причем скорость сдвига в каждой ступени, по существу, одинакова. Если устройство с высокой скоростью сдвига 40, включает в себя уплотнение из ПТФЭ, то уплотнение может охлаждаться любым подходящим способом, известным в данной области техники. Например, свежая суспензия катализатора или, необязательно, вводимые потоки низкокипящих углеводородов(не показано на фиг. 3) могут использоваться для охлаждения уплотнения и при этом предварительно подогреваться, в случае необходимости, перед поступлением в систему с высокой скоростью сдвига 100,например, в устройство с высокой скоростью сдвига 40. Ротор(ы) HSD 40 может быть установлен так, чтобы он(и) вращался со скоростью, соответствующей диаметру ротора, и необходимой линейной скоростью конца лопасти. Как описано выше, устройство с высокой скоростью сдвига (например, коллоидная мельница или диспергатор с зубчатым венцом) имеет либо фиксированный зазор между статором и ротором, либо регулируемый зазор. HSD 40 служит для тщательного перемешивания синтез-газа и жидкой среды (то есть жидкого потока в трубопроводе 13,включающего в себя жидкую среду и необязательно включающего в себя углеводородный продукт и/или катализатор). В некоторых вариантах реализации процесса сопротивление переноса реагентов уменьшается за счет работы устройства с высокой скоростью сдвига, так, что скорость реакции увеличивается больше чем примерно на 5%. В некоторых вариантах реализации процесса сопротивление переноса реагентов уменьшается за счет того, что устройство с высокой скоростью сдвига работает таким образом,что скорость реакции увеличивается больше чем примерно в 5 раз. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость реакции увеличивается по меньшей мере в 10 раз. В некоторых вариантах реализации изобретения скорость реакции увеличивается в интервале от примерно 10 до примерно 100 раз. После диспергирования получившаяся дисперсия газ/жидкость или газ/жидкость/твердое вещество выходит из HSD 40 через трубопровод 18 и поступает в реактор 10, как показано на фиг. 3. Необязательно дисперсия может быть дополнительно обработана (например, охлаждена) перед подачей в сосуд 10, в случае необходимости. В реакторе 10 проходит/продолжается реакция Фишера-Тропша за счет контакта с катализатором Фишера-Тропша. В некоторых вариантах реализации изобретения жидкая среда и катализатор сначала перемешиваются в реакторе 10. Жидкая среда и катализатор могут поступать в реактор 10 в виде суспензии через,например, подводящий трубопровод 15. Предусмотрено любое количество подводящих трубопроводов реактора, три такие трубопровода показаны на фиг. 3 (трубопроводы 15, 18 и 45). В одном варианте реализации изобретения реактор 10 загружается катализатором и катализатор, в случае необходимости, активируется в соответствии с процедурами, рекомендованными поставщиком катализатора, перед введением диспергируемого газа, включающего в себя окись углерода и водород, в HSD 40. В некоторых вариантах реализации изобретения, как показано на фиг. 3, суспензия катализатора ре- 27024157 актора 10 циркулирует через HSD 40. В таких вариантах реализации изобретения продукт в трубопроводе 16 включает в себя катализатор, наряду с жидкими углеводородными продуктами и жидкой средой(которая может использоваться в процессе пуска, например). В некоторых вариантах реализации изобретения реактор 10 включает в себя неподвижный слой катализатора (например, трхфазный псевдоожиженный неподвижный слой), и катализатор не выводится с жидким продуктом в трубопровод 16, и катализатор не циркулирует чрез HSD 40. В тех вариантах реализации изобретения с неподвижным слоем катализатора, в которых катализатор не циркулирует через HSD 40, продукт в трубопровод 16 включает в себя углеводородный продукт и жидкую среду. Такой продукт может быть направлен непосредственно на дальнейшую переработку или может быть возвращен по трубопроводу 21, например, в HSD 40 при эксплуатации в несколько проходов. В варианте реализации изобретения на фиг. 3 поток газа выводится по трубопроводу 17 из газовой шапки, расположенной выше уровня 75 суспензии катализатора, или слоя катализатора в реакторе 10. В других вариантах непрореагировавший синтез-газ и газообразные продукты (например, углеводороды с числом атомов углерода меньше 6) выводятся из реактора 10 по трубопроводу 16 в виде смешанного потока с жидким углеводородным продуктом. В таких применениях газообразные и жидкие углеводородные продукты могут быть отделены от непрореагировавшего газообразного оксида углерода и водорода в устройстве, расположенном вне реактора 10. В таких вариантах реализации изобретения продукт, выводимый по трубопроводу 16, может включать в себя газообразный углеводородный продукт и непрореагировавшие реагенты синтез-газа в дополнение к жидкому углеводородному продукту и, необязательно, катализатору. Как отмечалось выше, в таких случаях сепаратор (не показан) может использоваться для выделения непрореагировавшего синтез-газа и его рециркуляции в HSD 40. В результате тщательного перемешивания газообразных реагентов перед поступлением в сосуд 10 существенная доля химической реакции может проходить в HSD 40, когда катализатор циркулирует через систему 100. Соответственно, в некоторых вариантах реализации изобретения реактор 10 может использоваться, главным образом, для нагревания/охлаждения и отделения углеводородных продуктов от непрореагировавшего реагента и газообразных продуктов реакции. Или же, или дополнительно, реактор 10 может использоваться в качестве первичного реакционного сосуда, особенно в тех случаях, когда катализатор не циркулирует через систему 100, а находится в реакторе 10, где производится большая часть углеводородного продукта. Например, в вариантах реализации изобретения реактор 10 - это реактор с неподвижным слоем (например, реактор с неподвижным псевдоожиженным слоем, реактор с трхфазным псевдоожиженным слоем или многотрубный реактор с неподвижным слоем), включающим в себя катализатор, и катализатор не циркулирует через HSD 40. В таких вариантах реализации изобретения,несмотря на то, что катализатор может не циркулировать через HSD 40, катализатор (или суспензия) может, тем не менее, добавляться в реактор или выводиться из реактора 10, или может перемещаться через реактор 10 по замкнутому контуру. То есть, несмотря на то, что в некоторых вариантах реализации изобретения катализатор не циркулирует через HSD 40, катализатор может, тем не менее, циркулировать внутри реактора 10, или может быть закольцован, может вводиться в реактор или выводиться из реактора 10. Реактор 10 может эксплуатироваться в режиме либо непрерывного, либо полунепрерывного потока,или может эксплуатироваться в периодическом режиме. Содержимое реактора 10 может поддерживаться при определенной температуре реакции с использованием оборудования для нагревания и/или охлаждения (например, охлаждающие змеевики) и приборов для измерения температуры. Поскольку реакция Фишера-Тропша сильно экзотермическая, реактор 10 может включать в себя внутренний теплообменник 70. Внутренним теплообменником 70 может быть, например, один или несколько охлаждающих змеевиков/теплообменных труб, размещенных внутри реактора 10. Давление в сосуде может контролироваться с помощью подходящих приборов для измерения давления, а уровень реагентов в сосуде может регулироваться с использованием регулятора уровня (не показан), любыми способами, известными в данной области техники. Содержимое может перемешиваться в непрерывном или полунепрерывном режиме. Катализатор Система с высокой скоростью сдвига 100 включает в себя подходящий катализатор ФишераТропша, известный в данной области техники. В некоторых вариантах реализации изобретения катализатор циркулирует через систему 100 по трубопроводам 16, 21, 13 и 18. В других вариантах реализации изобретения используется неподвижный слой катализатора и катализатор остается в пределах реактора 10. В любом случае используется подходящий катализатор Фишера-Тропша. Например, катализатор Фишера-Тропша может включать в себя металл 8, 9 или 10 группы, осажденный или неосажденный на носитель. В вариантах реализации изобретения металл VIII группы выбран из железа, кобальта, рутения,никеля и их комбинаций. Активность никелевых и рутениевых катализаторов обычно недостаточно высока для промышленного применения, а цена рутения часто делает его непривлекательным вариантом. Как правило, железо гораздо дешевле, в то время как преимуществами кобальта являются более высокая активность и более продолжительный срок службы. Поскольку введение сдвига с высокой скоростью может дать возможность эксплуатации при более низкой температуре и более эффективного использования катализатора, описываемая система и способ может сделать использование рутения и никеля более привлекательным. Металлический катализатор может быть осажден на неорганический огнеупорный оксид, такой как окись алюминия, двуокись кремния, смесь оксида алюминия и диоксида кремния, двуокись титана, окись цинка и оксиды элементов 4 группы. Катализатор может дополнительно включать в себя металл-ускоритель катализа, выбранный из рутения, платины, палладия, рения, церия, гафния, циркония, лантана, меди и их комбинаций. Подходящий катализатор Фишера-Тропша может быть введен в реактор 10 через трубопровод 15 в виде суспензии катализатора в жидкой среде или в виде потока катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения катализатор непрерывно добавляется в реактор 10 через трубопровод 15. В некоторых вариантах реализации изобретения реактор 10 включает в себя неподвижный слой подходящего катализатора. В некоторых вариантах реализации изобретения катализатор вводится в реактор 10 и активируется в соответствии с процедурой изготовителя перед началом процесса превращения синтез-газа. Или же, или дополнительно, свежий катализатор может добавляться в систему синтеза Фишера-Тропша с высокой скоростью сдвига 100 где-нибудь в другом месте. Например, свежая суспензия катализатора может вводиться в трубопровод 21 или в трубопровод 45. Отработанный катализатор может выводиться из системы 100 и заменяться свежим катализатором по мере необходимости. Например, часть катализатора в трубопроводе 45 может быть удалена, а новый катализатор введен в реактор 10, например, через трубопровод 15. Таким образом, в некоторых вариантах реализации изобретения трубопровод 21 содержит в себе углеводородный продукт, жидкую среду (которая может быть углеводородным продуктом) и катализатор, а в других вариантах реализации изобретения трубопровод 21 транспортирует жидкий поток, включающий в себя углеводородный продукт и жидкую среду без катализатора. Синтез-газ в трубопроводе диспергируемого газа 22 превращается в газообразные и жидкие углеводороды (например, олефины, парафины и кислородсодержащие продукты) посредством контакта с катализатором Фишера-Тропша. Процесс Фишера-Тропша может проводиться либо как высокотемпературный процесс Фишера-Тропша (HTFT), либо, может быть более желательно, как низкотемпературный процесс Фишера-Тропша (LTFT). В вариантах реализации изобретения превращение Фишера-Тропша осуществляется как процесс LTFT, и рабочая температура находится в интервале от примерно 180 до примерно 240 С. В некоторых вариантах реализации изобретения превращение Фишера-Тропша осуществляется как процесс HTFT, и рабочая температура находится в интервале от примерно 300 до 350 С. В некоторых вариантах реализации изобретения выбран процесс HTFT, и катализатор включает в себя железо. В некоторых вариантах реализации изобретения выбран процесс LTFT, и катализатор включает в себя железо или кобальт. В некоторых вариантах реализации изобретения температура реактора 10 поддерживается в интервале от примерно 180 С до примерно 280 С, или же в интервале от 190 до 240 С. В вариантах реализации изобретения давление в реакторе 10 может быть от примерно 500 кПа (72,5 фунтов на кв. дюйм) до примерно 1500 кПа (218 фунтов на кв. дюйм). В некоторых вариантах реализации изобретения давление в реакторе 10 может быть от примерно 1500 кПа (218 фунтов на кв. дюйм) до примерно 3500 кПа (508 фунтов на кв. дюйм). В некоторых вариантах реализации изобретения давление в реакторе 10 может быть от примерно 2000 кПа (290 фунтов на кв. дюйм) до примерно 3000 кПа (435 фунтов на кв. дюйм). В некоторых вариантах реализации изобретения реактор 10 эксплуатируется при давлении, близком к атмосферному давлению. Углеводородные продукты могут производиться либо непрерывно или полунепрерывно, либо периодически, в зависимости от требований конкретного применения. Непрореагировавший газ и газообразные продукты могут выходить из реактора 10 через газовый трубопровод 17. Этот поток газа может включать в себя непрореагировавшую окись углерода и водород, а также низкокипящие углеводородные продукты, испаренную воду и инертный газ. Реакционный газ, выводимый через трубопровод 17, может быть затем обработан, и его компоненты могут быть повторно использованы, в случае необходимости. Например, часть газа в трубопроводе 17 может быть выведена в качестве продувки. Газообразные углеводороды С 2+ (как правило, имеющие меньше 6 атомов углерода) могут быть выделены из потока продувки и возвращены в систему с высокой скоростью сдвига 100, или направлены на последующую переработку. Часть газа в трубопроводе 17 может быть возвращена в качестве реагента в HSD 40 через линию 50. Тепло, выделяющееся в экзотермической реакции Фишера-Тропша, может быть желательным отвести от части газа в трубопроводе 17, рециркулирующего в HSD 40. В некоторых вариантах реализации изобретения низкокипящие углеводородные продукты и испаренная вода могут быть удалены из реакционного газа и газообразных углеводородов, имеющих от одного до трех атомов углерода (например, метан, этан, пропан) путем введения газа в конденсатор 60. Сконденсировавшиеся жидкости, включающие в себя воду и низкокипящие углеводороды, могут быть таким образом отделены (и выведены из системы с высокой скоростью сдвига 100) от потока газа, включающего в себя окись углерода, водород и газообразные углеводороды, имеющие от одного до трех атомов углерода. Поток газа из конденсатора 60 может быть возвращен в реактор 10 через трубопровод 22. Если газообразные реагенты в трубопроводе 22 предварительно не были охлаждены, то трубопровод 22 может быть введен в трубопровод 50 таким образом, чтобы свежие газообразные реагенты охлаждались в теплообменнике 60. Жидкие углеводородные продукты С 5+ извлекаются из системы синтеза Фишера-Тропша с высокой скоростью сдвига 100 через выпускной трубопровод для продукта 16. Выпускной трубопровод для про- 29