Организация проекта по внедрению нового производства (ТЭО)

Технико-экономическое обоснование создания опытно-промышленного производства модифицированной медицинской воды.

В связи с тем, что на территории ФГУП НИИХИММАШ находятся пустующие производственные площади (цеха), предлагаю создать на базе пустого строения ИС - 104 производство модифицированной медицинской воды.

Азот и кислород, также как и их стабильные изотопы относятся к биогенным элементам, играющим важную роль в жизнедеятельности различного рода организмов и растений. В связи с этим изотопы азота и кислорода широко используются в практике, в частности, в качестве меченых атомов в медико-биологических, агрохимических, токсикологических и других исследованиях.

Использованию этих изотопов способствует отсутствие у азота и кислорода удобных радиоактивных долгоживущих изотопов, а также наличие у 15N (азота) и 17О (кислорода) ядерного магнитного момента.

Наибольший интерес представляет изотоп 18О, широко используемый в составе модифицированной воды в качестве исходного материала для производства фтордеоксиглюкозы, необходимой для проведения диагностики онкологических заболеваний и решения других медицинских проблем методами позитронной эмиссионной томографии. В ЯРМ - томографии используется модифицированная вода, содержащая изотоп 17О.

Стабильный изотоп азота 15N используется в сельском хозяйстве, агрохимии, биотехнологии, химической промышленности. Потребитель больших количеств азота возникает в настоящее время в атомной промышленности. Использование этого изотопа в нитридном ядерном топливе позволяет существенно снизить наработку в реакторе радиоактивного углерода и, следовательно, радиационные загрязнения при переработке топлива.

Цель проекта.

Целью проекта является создание на территории ФГУП НИИХИММАШ опытно-промышленного комплекса по производству высококонцентрированных стабильных изотопов кислорода (18О и 17О) в составе воды для медицинских целей и азота (15N) в объеме:

20 кг/год изотопа 18О с концентрацией более 98% ат.;

20 кг/год азота 15N с концентрацией более 98% ат.;

4 кг/год кислорода 17О с концентрацией - 40% ат.

В качестве основных товарных химических форм, содержащих указанные изотопы, будут получены - вода, окись азота, азот.

Предпосылки реализации проекта.

1. В центральном регионе России существует сырьевая база для производства изотопов кислорода и азота. Необходимую азотную кислоту производят комбинаты в Новомосковске, Дрогобуше, Нижнем Новгороде, сернистый ангидрид - Воскресенский комбинат, жидкий азот - «Криогенмаш».

. Существуют апробированные технические решения, обеспечивающие перевод обогащенной изотопами 18О, 17О, 15N окиси азота в товарные формы - воду, азот, аммиак.

. В центральном районе РФ есть машиностроительные предприятия, имеющие опыт и способные качественно изготовить необходимое нестандартное и стандартное оборудование, входящее в состав производственного комплекса.

. Наличие зарубежного и столичного рынков сбыта конечной продукции - меченой изотопами 18О и 17О воды для медицинских ПЭТ и ЯМР томографов, а также окиси азота и аммиака.

. Наличие производственной площадки для размещения производства с необходимой инфраструктурой.

Краткое описание технологии.

Технологический процесс состоит из двух стадий.

1. Получение высококонцентрированного по изотопам оксида азота.

2. Перевод этих оксидов в воду, обогащенную изотопами

Получить окислы азота, обогащенные по трём изотопам предполагается в одном технологическом процессе низкотемпературной дистилляции NO.

Основными аппаратами установки являются низкотемпературные, заполненные насадкой колонны, в которых в противотоке движется сверху вниз сжиженная окись азота, а навстречу жидкости вверх - газообразная окись азота. Процесс разделения изотопов кислорода и азота низкотемпературной ректификацией NO основан на неравновероятном распределении молекул между жидкостью и газом в двухфазной системе, образованной этим соединением. Наблюдаемые в этой системе коэффициенты разделения изотопов кислорода и азота в сравнении с другими дистилляционными процессами аномально высоки. В результате распределения молекул на концах колонны скапливаются молекулы с разным изотопным составом.