Связаться с приемной комиссией
Меню раздела
Основное меню
В России разработана технология выделения ксенона из природного газа. Сейчас этот инертный газ добывают из атмосферного воздуха, где его концентрация ничтожно мала. Поэтому стоимость наркоза на основе ксенона превышает 200 тыс. рублей за килограмм — для проведения операции взрослому пациенту требуется на анестезию от 30 до 100 тыс. рублей. Именно поэтому широко известный своей безопасностью ксеноновый наркоз используется не часто. Снижение себестоимости в разы сделает его доступнее. А Россия, где изначально и был изобретен ксеноновый наркоз, может не только удовлетворить в нем потребности страны, но и развернуть экспорт.
Ученые РХТУ им. Д.И. Менделеева и НГТУ им. Р.Е. Алексеева создали простую и эффективную технологию выделения ксенона из газогидратов — твердых кристаллических соединений молекул воды и газов. Для получения газогидрата нужно создать специальные термобарические условия — повышенное давление в сочетании с температурами, превышающими замерзание воды. Для превращения природного газа в газогидрат (технологии непрерывной мембранно-газогидратной кристаллизации) и затем разделения его компонентов потребовалось создать и специальное оборудование.
— Регулируя давление и температуру, можно поэтапно выпускать из этих кристаллогидратов разные газы, — сообщил «Известиям» профессор Илья Воротынцев, руководитель лаборатории SMART-полимерных материалов и технологий РХТУ, где и создана разработка.
По его словам, на последней стадии разделения смеси остаются ксенон и вода. Воду сливают и получают ксенон в концентрации 93,05%.
Это самый лучший результат из всех ранее предпринимавшихся в мире попыток получить ксенон из природного газа. Ксенон — самый редкий в природе газ. В воздухе его концентрация очень мала — 0,08 мл ксенона на кубометр. Отсюда высокая стоимость его извлечения из воздуха — более 200 тыс. рублей за килограмм. В природном газе концентрация ксенона на четыре порядка выше.
В мире запатентовано несколько технологий выделения ксенона из природного газа, но ни одна из них не дошла до промышленного применения в связи с многостадийностью процесса, сложностью задействованной аппаратуры, а также низкой концентрацией ксенона в конечном продукте. Преимущества российского метода в низких затратах энергии, относительной простоте экспериментальной установки и ее масштабируемости, а также высокой эффективности газоразделения.
Ксеноновый наркоз был разработан в России в 1990-е. В 1999 году Минздрав России официально разрешил его применять. Он не вызывает аллергических реакций, не снижает функций сердечно-сосудистой системы и поэтому подходит как для младенцев, пожилых людей и аллергиков, так и для пациентов с сопутствующими заболеваниями сердца и сосудов.
— Более всего в ксеноновой анестезии нуждаются пациенты, которым предстоит серьезная операция и имеющие сопутствующие заболеваниями сердечно-сосудистой и центральной нервной систем, — пояснил «Известиям» заведующий научно-исследовательской лабораторией анестезиологии и реаниматологии НМИЦ им. В.А. Алмазова Андрей Баутин. — Анестезия у этих пациентов чревата осложнениями. Ксенон уникален, любой другой анестетик влияет на функции сердца, а ксенон не только не снижает функции сердца, но и обладает охранным кардиопротективным эффектом.
По словам Баутина, сегодня при применении обычного наркоза у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями риски развития инфаркта миокарда, тяжелой артериальной гипотонии, тяжелых нарушений ритма достигают 30–40%. До сих пор по некоторым заболеваниям сердца интраоперационная летальность может достигать 5%, что является очень высоким показателем для XXI века.
Баутин также подчеркнул, что ксенон быстро покидает организм, и человек скорее возвращается к привычному образу жизни и привычному уровню сознания.
— В результате мы лишены необходимости длительно держать больного после операции в горизонтальном положении, в палате он быстро активизируется, снижается число послеоперационных осложнений, — сказал эксперт.
В настоящее время в Центре Алмазова, одной их самых высокотехнологичных клиник страны, ксеноновая анестезия применяется в двух случаях из 10, когда в нем есть потребность. Если анестетик на основе ксенона будет стоить не 200 тыс. рублей за килограмм, как сейчас, а хотя бы вдвое дешевле, то его получат восемь из 10 пациентов, которым он показан.
Сдерживающим фактором для распространения технологии является недостаточная обеспеченность клиник оборудованием для введения ксеноновой анестезии, оно сложнее и дороже обычного. Но эта проблема, по словам Баутина, вполне разрешима.
Технология позволяет снизить себестоимость получения ксенона минимум вдвое. Ученые РХТУ приступили к проектированию промышленного образца установки для выделения ксенона из природного газа. Она будет готова примерно через полтора года.
Параллельно они ищут подходящее месторождение для развертывания производства. О том, что найти ксенон возможно, ученые узнали из патентов, в которых указан состав газовых смесей. Как правило, около 94% приходится на метан, еще 6% — на другие примеси: гелий, ксенон, кислые газы, диоксид углерода, сероводород и т.д. Нужное месторождение ученые рассчитывают найти примерно за те же полтора года, пока делается промышленный образец.
— У нас есть идея создать карту газовых месторождений России или даже мира, где есть ксенон, где нет, чтобы понять тенденции. Возлагаем надежды на ряд сибирских регионов, — сообщил Илья Воротынцев.
Месторождения, по которым сейчас идет работа, расположены в Ханты-Мансийском автономном округе.
— Сейчас в проекте участвует компания «Новатек», планируется привлечь в проект «Лукойл» и «Томскнефть». Они занимаются добычей газа в разных частях Ханты-Мансийского автономного округа — западной, центральной и восточной, — уточнил в беседе с «Известиями» Виталий Петрищев, генеральный директор Газового союза Югры, отраслевой организации, объединяющей нефтегазовые компании переработчиков попутного газа и инжиниринговые компании, которые являются носителями технологий.
Отбор проб сначала делается в точке сбора газа с нескольких лицензионных участков. При обнаружении ксенона пробы возьмут с каждого из участков, чтобы увеличить эффективность будущего производства. Оно будет максимально приближено к месторождению.
Илья Воротынцев ожидает, что российский анестетик на основе ксенона будет востребован и внутри страны, и за границей — как на западе, так и на востоке.
По оценкам экспертов, рынок ксенона растет на 15–20% в год, газ востребован не только в медицине, но и в космической отрасли, в микроэлектронике, в сфере лазерной резки деталей. И если в автопроме его востребованность снижается из-за замены ксеноновых фар светодиодными, то в других сферах растет.
— Мир ждет скачка в области применения ксенона. Например, все ждут новой разработки Samsung, где ксеноном заполняются ячейки плазменных панелей и смартфонов. Если будет развиваться промышленность, то потребность в ксеноне возрастет при точной лазерной резке металлических деталей. Также на основе ксенона разрабатываются ракетные двигатели для полетов в дальний космос, — уточнил Илья Воротынцев.
Виталий Петрищев отмечает открытость компаний топливно-энергетического комплекса к инновациям в целях более полного использования природных ресурсов. И проект с ксеноном — лишь один в этом ряду.
