Безопасный наркоз из природного газа

К группе инертных, или благородных, газов относятся несколько одноатомных газов без цвета, вкуса и запаха. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, оганесон, астат и теллур называются инертными газами потому, что они с большим трудом вступают в химические реакции. В настоящее время главным источником инертных газов остается воздух, хотя известно, что они содержатся и в попутном нефтяном, и в природном газе.

Самый редкий из инертных газов — ксенон. 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. Каждая из этих технологий состоит из большого числа стадий, требует сложной аппаратуры, при этом впечатляющего результата никому из разработчиков зарубежных технологий достичь не удалось: концентрация ксенона в конечном продукте у всех не очень высока.

Решить проблему смогли российские ученые из лаборатории SMART полимерных материалов и технологий Российского химико-технологического университета (РХТУ) им. Д. И. Менделеева в содружестве с коллегами из Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева. Они создали простую и эффективную технологию выделения ксенона из газогидратов — твердых кристаллических соединений молекул воды и газов. Чтобы получить газогидрат, нужно создать специальные термобарические условия — повышенное давление в сочетании с температурами, превышающими температуру замерзания воды. Методом непрерывной мембранно-газогидратной кристаллизации природный газ превращают в газогидрат, а затем его последовательно разделяют на компоненты. Для этого процесса ученые разработали специальное оборудование. «Регулируя давление и температуру, можно поэтапно выпускать из этих кристаллогидратов разные газы», — пояснил «Стимулу» ректор РХТУ им. Д. И. Менделеева Илья Воротынцев, до этого возглавлявший лабораторию SMART полимерных материалов и технологий РХТУ. После того как все элементы смеси по очереди выделены из смеси, остается ксенон и вода. Воду сливают и получают ксенон в концентрации 93,05%. И это рекордный научный результат, вполне пригодный для передачи в промышленность.