Как из природного газа добывают гелий

Гелий — инертный газ без цвета, вкуса и запаха. Благодаря своим уникальным свойствам это вещество широко используется в различных областях науки и техники.


Локьер дал этому элементу название гелий, от греческого слова helios — «солнце». Локьер полагал, что обнаруженный элемент является металлом. Отсюда и название этого вещества по латыни — Helium, с окончанием «um», которое обычно употребляется в названии металлов.

Житель Солнца

Впервые гелий был открыт в атмосфере Солнца. Это произошло в 1868 году благодаря исследованиям французского астронома Пьера Жюля Жансена и английского астронома Джозефа Нормана Локьера.

Во время солнечного затмения, при исследовании излучаемого Солнцем света методом спектроскопии (при этом излучаемый свет расщеплялся стеклянной призмой на линии различной окраски), они обнаружили новую, ярко-желтую, ранее неизвестную линию, которую нельзя было приписать ни одному из уже существующих элементов.

Второй после водорода

По распространенности гелий — второй после водорода элемент во Вселенной. Но на Земле этого вещества относительно немного. Впервые он был выделен на нашей планете в 1895 году шотландским химиком Уильямом Рамзаем из радиоактивного минерала клевеита.

Гелий, в основном, извлекается из природного газа. В России он производится только на одном заводе — Оренбургском газоперерабатывающем заводе, входящем в состав ООО «Газпром добыча Оренбург».

Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение относится к «бедным» по содержанию гелия месторождениям — объемная доля этого вещества в газе составляет до 0,055%. В «богатых» месторождениях содержится более 0,5% гелия, в рядовых — 0,1–0,5%. Все месторождения с содержанием гелия менее 0,1% причисляются к «бедным».

Запасы и производство

Мировые запасы гелия составляют порядка 41 млрд кубометров. Основные запасы сосредоточены в Катаре, Алжире, США и России. В мире производится около 175 млн кубометров гелия в год. Крупнейшим производителем этого продукта являются США. В России пока производится лишь около 5 млн кубометров гелия в год. Это связано с тем, что основные запасы этого вещества сосредоточены в месторождениях Восточной Сибири и Дальнего Востока, которые еще достаточно плохо освоены. Между тем содержание гелия в этих месторождениях очень высокое — 0,2–0,8%.

Выделение гелия из газа происходит в два этапа

На первом этапе в процессе низкотемпературной конденсации получается гелиевый концентрат — в этом продукте объемная доля полезного вещества составляет уже не менее 80%.

В дальнейшем гелиевый концентрат очищается от примесей — метана, азота, водорода, неона, аргона.

На большом воздушном шаре...


Гелий применяется для лечения заболеваний органов дыхания — бронхиальной астмы и других болезней. Воздух, обогащенный гелием, имеет гораздо меньшую плотность, поэтому дышать таким воздухом легче, чем обычным.



Известно влияние гелия на изменение голоса: если вдохнуть небольшое количество этого вещества, голосовые связки сжимаются, в результате чего человек начинает разговаривать как персонаж мультфильма.

Гелий — уникальный продукт. Он обладает низкой температурой кипения (-268,94`С), высокой теплопроводностью и электропроводностью. Благодаря своим свойствам он находит широкое применение в различных областях промышленности — в авиационной, ракетно-космической, электронной, атомной промышленности, медицине.

Гелий применяется для приготовления дыхательных смесей, в том числе для атмосферы обитаемых космических аппаратов, для глубоководного погружения, а также для лечения астмы, для наполнения дирижаблей и воздушных шариков. Он нетоксичен, поэтому вдыхание гелия в небольших количествах вместе с воздухом совершенно безвредно.

Уникальные свойства этого вещества находят применение также в металлургии — для создания защитной среды при сварке металлов, в атомной энергетике — в качестве теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов.

Дефицита не избежать

Эксперты прогнозируют, что потребление гелия в мире будет расти. По оценкам ООО «Газпром ВНИИГАЗ», к 2030 году потребление этого вещества может достичь 238–312 млн кубометров, а его производство к этому времени будет составлять лишь 213–238 млн кубометров. То есть в мире возникнет дефицит гелия. Для покрытия дефицита потребуется значительное увеличение его производства.

В России новые крупные центры по производству гелия в будущем могут быть созданы на базе Чаяндинского и Ковыктинского и других месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока. Таким образом, в будущем у нашей страны есть все шансы статькрупным мировым производителем гелия и поставщиком этого вещества на мировой рынок.