Производство гелия в домашних условиях

Способы получения гелия

Получение гелия в промышленности осуществляется в основном путем конденсации из гелийсодержащих газов. Добыча гелия из минералов или из воздуха является нерентабельной, но об этом мы расскажем ниже. Газ гелий очень редкий гость в воздушном пространстве планеты Земля и его объемное содержание в воздухе составляет всего 0,00046-0,00052% и с этим связаны основные трудности и проблемы в его получении.

Содержание

1. Производство из природного газа
   1. Схема установки для производства гелия из природного газа
2. Получение из минералов
3. Получение из воздуха
   1. Аппарат Клода для выделения неона и гелия из воздуха

Как производят гелий из природного газа

Основным способом получения гелия является метод фракционной конденсации из природных гелийсодержащих газов, т.е. методом глубокого охлаждения. Причем используется его характерное свойство — наиболее низкая по сравнению с известными веществами температура кипения. Это позволяет конденсировать все сопутствующие гелию газы, прежде всего метан и азот. Процесс осуществляется обычно в две стадии:

• выделение так называемого сырого гелия (концентрата, содержащего 70-90% He)
• очистка с получением технически чистого гелия.

На рисунке ниже приведена одна из схем установки для добычи гелия из природного газа.

Схема установки для добычи гелия из природного газа

Газ сжимается до 25 атмосфер и под этим давлением поступает в установку. Очистка от углекислого газа (CO₂) и частичная осушка газа производятся в скрубберах, которые орошаются раствором, содержащим:

• 10-20% моноэтаноламина
• 70-80% диэтиленгликоля
• 5-10% воды

После скрубберов в газе остается 0,003-0,008% углекислоты CO₂, а точка росы не превышает 5°С. Дальнейшая осушка осуществляется в адсорберах с силикагелем, где достигается температура точки росы -45°С.

Под давлением около 20 атмосфер чистый сухой газ поступает в предварительный теплообменник 1, где охлаждается до -28° С обратными газовыми потоками. При этом происходит конденсация тяжелых углеводородов, которые отделяются в сепараторе 2. В аммиачном холодильнике 3 газ охлаждается до -45°С, конденсат отделяется в сепараторе 4. В основном теплообменнике 5 температура газа снижается до -110°С, в результате чего конденсируется значительная часть метана. Паро-жидкостная смесь (около 20% жидкости) дросселируется до давления 12 атмосфер в первый противоточный конденсатор 6, на выходе из которого паро-газовая смесь обогащается гелием до 3%. Образовавшийся в трубках конденсат стекает в отпарную секцию, на тарелках которой из жидкости удаляется растворенный в ней гелий, присоединяющийся к паро-газовому потоку.

Жидкость дросселируется до 1,5 атмосфер в межтрубное пространство конденсатора, где служит хладагентом. Образовавшийся здесь пар выводится через теплообменники 5 и 1. Паро-газовая смесь, выходящая из конденсатора 6 и содержащая до 3% He, под давлением 12 атмосфер идет во второй противоточный конденсатор 7, состоящий из двух частей: в нижней части находится змеевиковый теплообменник, в трубках которого испаряется сдросселированная с 12 до 1,5 атмосфер кубовая жидкость, а в верхней части — прямотрубчатый теплообменник, в межтрубном пространстве которого кипит азот при температуре -203°С и давлении 0,4 атмосферы. В результате конденсации компонентов газовой смеси в нижней части аппарата 7 газ обогащается гелием до 30-50%, а в верхней части — до 90-92%.

Сырой гелий такого состава под давлением 11-12 атмосфер поступает в теплообменники, где нагревается и выводится из установки. Так как в природном газе содержатся небольшие примеси водорода, то в сыром гелии концентрация водорода увеличивается до 4-5%. Удаление водорода производят каталитическим гидрированием с последующей осушкой газа в адсорберах с силикагелем. Сырой гелий сжимается до 150- 200 атмосфер мембранным компрессором 8, охлаждается в теплообменнике 9 и поступает в прямоточный змеевиковый конденсатор 10, охлаждаемый азотом, кипящим под вакуумом. Конденсат (жидкий азот) собирается в сепараторе 11 и периодически выводится, а несконденсировавшийся газ, содержащий примерно 98% He идет в адсорбер 12 с активированным углем, охлаждаемым жидким азотом. Гелий, выходящий из адсорбера, содержит примесей менее 0,05% и поступает в баллоны 13 в качестве продукта.

Особенно богаты гелием природные газы в США, что определяет широкое применение гелия для TIG сварки в этой стране.

Получение гелия из минералов

Еще одним способом получения гелия в промышленности является добыча его из радиоактивных минералов содержащих уран, торий и самарий:

• клевеит
• фергюсонит
• самарскит
• гадолинит
• монацит
• торианит

В частности монацитовые пески, крупное месторождение которых имеется в Траванкоре (Индия):

Монациты месторождения в Траванкоре содержат около 1 см 3 гелия в 1 г руды.

Для производства гелия из монацита необходимо нагреть в закрытом сосуде монацит до 1000°С. Гелий выделяется вместе с углекислым газом (CO₂), который затем поглощался раствором едкого натрия (NaOH). Остаточный газ содержит 96,6% He. Дальнейшая очистка производится при 600°С на металлическом магнии для удаления азота, а затем при 580°С — на металлическом кальции для удаления оставшихся примесей. Продукционный газ содержит свыше 99,5% He. Из 1000 т монацитового песка можно получить около 80 м 3 чистого гелия. Такой способ получения гелия не представляет технического и промышленного интереса..

Чтобы добыть один кубометр гелия из монацитового песка, нужно переработать 12,5 тонн минерала

Получение гелия из воздуха

В небольшом количестве гелий находится в воздухе, из которого он может быть получен в качестве побочного продукта при получении кислорода и азота из воздуха. В промышленных ректификационных колоннах для разделения воздуха над жидким азотом собирается остающаяся газообразной смесь неона и гелия. На рисунке ниже показан аппарат Клода, специально приспособленный для отделения такой смеси.

Аппарат Клода для выделения неона и гелия из воздуха

Газ, выходящий из аппарата через вентиль R, охлаждается в змеевике S, который поливается жидким азотом из Т, чтобы сконденсировать остаточный азот. Если вентиль R немного открыть, получается смесь, содержащая очень мало азота. При таком методе промышленного получения гелия, кроме трудности, заключающейся в необходимости обработать большое количество воздуха, встречается еще дополнительное затруднение — необходимость отделения гелия от неона. Это отделение может быть выполнено с помощью жидкого водорода, в котором неон отвердевает, или с помощью адсорбции неона активированным углем, охлаждаемым жидким азотом.

Производство гелия из воздуха нецелесообразно вследствие его малого количества — 0,00046% объема или 0,00007% веса. Расчеты показывают, что стоимость одного кубометра гелия, добытого из воздуха, будет в тысячи раз больше, чем при добывании его из природных газов. Такая высокая стоимость, конечно, исключает возможность промышленного получения гелия из воздуха.

Чтобы добыть 1 кубометр гелия воздуха, нужно выделить 116 т азота.

Как сделать гелий в домашних условиях — фото и видео

На сегодняшний день уже невозможно представить ни одну яркую вечеринку без шаров с гелием. Гелий в домашних условиях создать практически нереально, но это далеко не простой процесс. Это вещество плотно вошло в нашу жизнь. Благодаря гелию, шары могут долгое время оставаться в надутом состоянии и радовать детей и взрослых. Но не многие знают, это вещество, которое было изобретено очень давно Норманом Локьером.

История возникновения гелия

Этот ученный открыл миру данное вещество, причем совершенно случайно при изучении света атомов. Необходимо сказать, что гелий, как вещество впервые был выделен лишь в 1895 году. Покупая ребенку шар, который наполнен гелием, вы не задумываетесь о том, насколько его хватит, до того момента, как он окончательно сдуется. Гелий продается в баллонах, и если вы решитесь приобрести его, то приготовьтесь к тому, что удовольствие это не из дешевых.

Как возник шгелий

Если же вам все-таки интересно, как это сделать, то прочтите нашу инструкцию и испытайте свои силы в химии. Итак, для начала вам стоит узнать, что 12 вещества находится именно в коре планеты. Большая его часть сосредоточена в оболочке из гранита. Поэтому, если вы твердо уверены, что гелий вам необходим, то для его добычи вам придется отправиться в шахту, причем вы должны понять, что вам нужно приблизиться к гранитным пластом. Чтобы ваше отчаянное путешествие принесло плоды, вам стоит к нему подготовиться очень основательно.

Как выкачивать газ с природного

Гелий в домашних условиях добыть – это задача для тех, кто не боится трудностей. Очевидно, что вам понадобится взять с собой баллоны. Это емкости, в которых вы после успешной выкачки гелия, можно его сохранить. Гелий стоит выкачивать из так называемого свободного скопления природных газов, либо из урановых газов, их еще называют урановые источники. Вы уже поняли, что это задача не из легких.

Поймите, что если вы хотите получить гелий, то вам придется потрудиться на славу, и запомните одну простую истину, что гелий в домашних условиях из подручных средств создать просто не возможно. Вы, конечно, можете создать его качественный заменитель, но именно гелий приготовить из материалов, которые можно купить в магазине не возможно. Если вы не можете в это поверить, то пролистайте банальные учебники по химии. Там про получение гелия вы ничего не найдете. Даже если вы наткнетесь на инструкцию, которая обещает вам без проблем воссоздать это вещество и купив все инструменты, вы врятли добьетесь желаемого результата.

Использование газа и его использование

В учебниках вы встретите гелий фото, с его изображением и его свойства. Чтобы получить гелий, вам придется купить завод, так, как для его создания вам понадобится большое количество оборудования. Что касается способа получения гелия в промышленности, то дл того, чтобы осуществить этот процесс вам понадобится гелийсодержащий газ. Можно использовать и другие газы, но для этого понадобится применить способ глубокого охлаждения.

Чтобы получить гелий как на фото, понадобится учитывать, то, что это вещество имеет очень низкую температуру охлаждения. Вы можете проделать следующие действия и получить жидкий гелий, но для это нужно быть предельно внимательным. Вам потребуется баллон с привычным природным газом и так называемый пульсационный аппарат. Если вы не знаете, что это, рады вас проинформировать, что под данным инструментом стоит понимать камеру, благодаря которой охлаждается и собирается газ.

Закачивать газ, можно так

Затем вы должны заполнить при этом, чередуя емкости с газом полузамкнутого типа, которые подаются из сопел. После чего, можно переходить к нагреванию газа, для этого создать перехода тепла в холодную среду, при этом стоит сделать, так, чтобы газ освободился в холод. Это нужно делать до тех пор, пока газ полностью не охладится. Вам необходимо сделать так, чтобы из камер выпустились все посторонние газы и в итоге остался только гелий. Этот способ отлично подойдет для тех, кто хочет получить гелий жидкого типа. Учтите, что данное вещество, можно получить лишь при температуре в 5.22 кельвина. Вы должны учесть, что жидкое вещество – это непросто гелий. Эта жидкость в холодной температуре не сможет замерзнуть, а если вам потребуется изменить ее агрегатное состояние, то для этого следует изменить давление. Итак, для этого вам необходимо создать давление в 25 атмосфер.

Что же делать с гелием, после получения

Скорее всего, гелий вам нужен был для того, чтобы надуть праздничные шары. Допустим, что получить гелий вам удалось. Теперь стоит определиться, как правильно надуть шарики. Это достаточно просто, спешим вас заверить, для этого необходимо надеть шар на небольшое отверстие насадки и не спеша открыть вентель, которым оснащен баллон. После чего шар наполнится гелием, и вы сможете, также плавно закрыть вентель.

Ожидание от домашнего гелия будет не хуже

Для того, чтобы сэкономить время и не надувать каждый шар отдельно, вы можете использовать сайзер. Это достаточно простое приспособление, которое поможет вам без проблем осуществить регулировку размера шаров. Чтобы вам было проще понять, это простой лист картона либо такого материала, как пластик, в котором необходимо вырезать отверстие, которое будет соответствовать габаритам шара.

Процесс подгонки шаров заключается в следующем. Шар необходимо надуть и вставить в отверстие, которое принадлежит сайзеру. Таким простым способом можно понять, стоит ли вообще увеличивать объем шара или нет. Все достаточно просто. Вы можете для изготовления шаров использовать заменитель гелия, видео, создание можно снять самостоятельно.

Рецепт приготовления

Его приготовить очень просто. Для этого налейте в обычную пластмассовую бутылку уксус. Вам понадобится пол стакана этого вещества. Затем необходимо всыпать 5 столовых ложки обычной соды в шар, которую можно приобрести в магазине. После этого наденьте шар и всыпьте соду из него в бутылку. Начнется химическая реакция, и вы получите надутый шарик.

Приготовить гелий дома и не мучатся

В том случае, если все-таки отдали предпочтение настоящему гелию, то стоит уделить особое внимание вопросу хранения гелия. Вы должны знать, что для этого вам потребуется специальное помещение. Можно производить хранение и на свежем воздухе. Но учтите, что ели вы храните баллон на улице, то в обязательном порядке должны побеспокоиться о его защите от дождя. Необходимо также убрать баллон с места, где на него могут светить солнечные лучи.

Нельзя хранить баллоны с кислородом и гелием рядом. Это очень опасно. Вы должны об этом помнить. Вы должны знать, что хранение гелия — это большая ответственность. Категорически не допускается хранение этого газа в помещении, где есть огонь. Воздействие огня может привести к необратимым последствиям. Знайте это. При перевозке указанного вещества машина должна быть оснащена современной системой вентиляции. Гелий необходимо хранит, соблюдая все правила безопасности, в противном случае – это может стоить жизни.

Видео

Гелий в домашних условиях: как надуть шарики своими руками

Воздушные шарики — дополнение к любому мероприятию: день рождения, свадьба, первый или последний звонок в школе. Такие веселые и воздушные предметы добавят больше позитивных эмоций в любую праздничную обстановку. Плюс, воздушными шарами можно задекорировать помещение и даже сделать композиции.

Но самая главная фишка — то, что они могут парить в воздухе. Но, к сожалению, не все изделия могут подняться в воздух, а только те, которые заправлены гелием. Для того чтобы получить такой вариант, есть несколько путей: первый — заказать у специалистов, второй — купить все ингредиенты и сделать все самому. Если вы склоняетесь к второму варианту, то читайте нашу статью: газ для шариков в домашних условиях — как правильно пользоваться.

Подробности про гелий

Гелий — химический элемент, который является вторым номером в таблице Менделеева. Этот газ не токсичен, плюс, он не имеет цвета и запаха. Самое интересное, что гелий намного легче углекислого газа и кислорода. Поэтому воздушные изделия заправляют вторым номером таблицы Менделеева, чтобы они могли летать. Те, кто изучал химию, не нашли ничего нового, так что предлагаем перейти к следующему разделу: где взять шарики с гелием и можно ли заправить их самому.

Как заставить шарики летать

Есть несколько вариантов, которые позволят шарикам летать. Например:

• заказать готовые изделия в специализированном магазине;
• купить гелий и шарики, чтобы сделать все самому;
• использовать лайфхак с гидроксидом натрия.

С готовым вариантом все понятно, поэтому давайте подробнее рассмотрим другие способы.

Как надуть шарики гелием самому

Если вы хотите организовать сюрприз с воздушными аксессуарами своими силами, то вам подойдет такой вариант: гелий для шаров в домашних условиях. Вот список необходимого:

• баллон с гелием;
• латексные шары;
• ленточки или тесьма, чтобы завязать клапан.

Как можно увидеть, список материалов небольшой, так что закупать много дополнительных инструментов вам не потребуется. Так как пользоваться гелием для шариков дома?

1. Установите баллон на ровную поверхность.
2. Заранее подготовьте шарики и ленточки.
3. Наденьте клапан шара на трубку баллона.
4. Плавно и медленно откройте вентиль подачи гелия.
5. Подождите, пока он не наберет нужный размер.
6. Затем закройте кран, снимите с баллона шар и крепко завяжите его клапан.

Надуть шарики гелием очень просто, главное — вовремя перекрыть вентиль на баллоне, иначе шар взорвется.

Эксперимент с гидроксидом натрия

Для любителей науки и экспериментов мы подготовили лайфхак, с помощью которого ваш шарик может подняться в небо. Но учтите, что этот способ пожароопасный и делать его без взрослых не стоит. Что для этого будет нужно:

• алюминиевая фольга;
• вода;
• латексный шарик;
• чистый гидроксид натрия (можно заменить средством для прочистки труб);
• пластиковая бутылка и металлическое ведро;
• защитные очки;
• резиновые перчатки.

Собрали все необходимое? Тогда давайте начинать.

1. Налейте в ведро несколько литров воды.
2. Наполните водой пластиковую баклажку (300 мл).
3. Окуните бутылку в ведро.
4. Засыпьте в бутылку гидроксид натрия.
5. Скатайте небольшие шарики из фольги и положите их в бутылку.
6. Если вы сделали все верно, то такие ингредиенты запустят химический процесс.
7. Далее наденьте воздушный шарик на горлышко и подождите, пока он не надуется.
8. Готово, такой эксперимент поможет воздушному аксессуару взлететь, но, к сожалению, ненадолго.

Но стоит отметить, что этот способ лучше проводить на улице, плюс ни в коем случае не взбалтывать состав, иначе он может взорваться.

Надуваем шарики без гелия

Если вы хотите надуть шарики воздухом, то не обязательно доставать насос или тратить свои силы. Мы предлагаем попробовать иначе: надуть воздушные шарики с помощью соды. Да, этот лайфхак займет у вас время, но зато вы проведете его интересно. Начнем:

• возьмите пластиковую бутылку;
• налейте в нее ⅓ уксуса;

• далее с помощью воронки засыпьте 3 столовых ложки соды в воздушный шар;

• затем аккуратно наденьте шарик на горлышко бутылки так, чтобы в этот момент сода попала в бутылку;

• готово, теперь можно наблюдать, как надувается воздушный аксессуар.

Скорее всего этот способ не решит вашу задачу — надуть большое количество шаров для мероприятия не получится, но зато это будет интересно, особенно если попробовать такой эксперимент с детьми.

Чем можно заменить гелий?

С тех пор как Норман Локьер открыл гелий, а Уильям Рамзай впервые научился его извлекать из радиоактивного минерала под названием клевеит, прошло более сотни лет. С тех пор этот удивительный химический элемент знает любой школьник. Приятно наблюдать, как, например, в магазине за одно мгновение кусочек резины превращается в цветное облако. Шарики воздушные с гелием смотрятся особенно легко и красиво. Так и кажется, будто они хотят улететь в небо. Такими игрушками всегда хочется украсить квартиру к какому-нибудь празднику, чтобы создать приятное и веселое настроение. Посмотрим, можно ли сделать гелий дома при помощи подручных средств?

Можно ли самому изготовить гелий для шариков в домашних условиях?

Как известно, более половины всего запаса гелия располагается в земной коре. Большее его количество сосредоточено в ее гранитной оболочке. Поэтому если вам нужен этот инертный газ, отправляйтесь в ближайшую шахту, не забыв захватить с собой пару пустых баллонов.

Краткое содержание статьи:

Сделать гелий дома

На сегодняшний день уже невозможно представить ни одну яркую вечеринку без шаров с гелием. Гелий в домашних условиях создать практически нереально, но это далеко не простой процесс. Это вещество плотно вошло в нашу жизнь. Благодаря гелию, шары могут долгое время оставаться в надутом состоянии и радовать детей и взрослых. Но не многие знают, это вещество, которое было изобретено очень давно Норманом Локьером.

История возникновения гелия

Этот ученный открыл миру данное вещество, причем совершенно случайно при изучении света атомов. Необходимо сказать, что гелий, как вещество впервые был выделен лишь в 1895 году. Покупая ребенку шар, который наполнен гелием, вы не задумываетесь о том, насколько его хватит, до того момента, как он окончательно сдуется. Гелий продается в баллонах, и если вы решитесь приобрести его, то приготовьтесь к тому, что удовольствие это не из дешевых.

Как возник шгелий

Гелий добывают из уранового газа, урановых источников и задача это далеко не простая. Прежде всего вам понадобятся баллоны, потому что выкачанный газ надо будет где-то хранить.

Запомните, из подручных средств дома гелий создать нереально, это очень сложный, трудоемкий процесс. Можно конечно создать качественный заменитель гелия, но если вам нужен только он одними материалами, приобретенными в аптеке, не обойтись. Вы можете заглянуть в учебник химии, чтобы убедиться, что готового рецепта гелия там нет.

Использование гелия

Для получения гелия вам понадобится как минимум завод, поскольку при получении гелия задействована масса оборудования. В промышленности гелий добывают из гелийсодержащего газа или из других газов с применением глубокого охлаждения.

Вы можете получить жидкий гелий благодаря его низкой температуре охлаждения. Для этого вам понадобится баллон с природным газом и пульсационный аппарат. Это камера, благодаря которой газ можно охладить и.

Воздушные шарики – неотъемлемый атрибут практически каждого праздника. Шарики могут создать атмосферу нежности и воздушности, яркости и сказочности. Гелиевые шарики смотрятся гораздо эффектнее обычных, посему и пользуются таким спросом. Однако украсить большой зал такими шариками – удовольствие недешевое. Но есть простой выход – сделать эти шарики самостоятельно, что совсем нетрудно. Гелий – газ, который способен возникать только при определенных условиях. Для его образования нужны очень низкие температуры. Однако заменить гелий, получив такой же эффект, все же возможно.

Можно описать три основных способа изготовления таких шариков.

1. Первый способ – надуть воздушный шарик, используя уксус и соду.

Для этого необходимо приготовить следующие предметы и ингредиенты:

Для изготовления шарика стоит до половины.

Воздушные шары – это красивое и удивительное украшение любого торжества, это всегда праздник, в воздухе которого витает детство и беззаботные моменты радости. Легкие, яркие шары притягивают внимание, радуют не только глаз, но и душу, как у ребенка, так и у взрослого. Сегодня шары имеют самую разнообразную форму, размеры, цветовую гамму, есть с рисунками, надписями, украшениями, это делает их еще красивее и оригинальнее.

Украсить зал шарами можно для любого праздничного мероприятия, такое украшение всегда будет актуальным, востребованным и универсальным, потому как они подойдут для любого интерьера и тем более для любого значимого торжества.

На сегодняшний день особую популярность завоевали легкие шары, внутри заполненные гелием. Но чтобы наполнить их этим веществом, надо иметь специальную аппаратуру, которая есть далеко не у каждого. Что же делать в таком случае, как в домашних условиях сделать гелий для шариков?

Гелий – это достаточно распространенное газообразное вещество, не имеющее ни вкуса, ни цвета, ни запаха. В промышленных условиях совсем несложно сделать гелий – ведь его добывают из природного газа посредством разделения при низких температурах, который называют фракционной перегонкой.

Можно ли как-то сделать гелий самостоятельно? В принципе, сделать гелий и в домашних условиях возможно. Так, известно, что гелий в естественных условиях содержится в минеральных залежах радиоактивных элементов (уран, плутоний). Если такой минерал обработать концентрированной кислотой или другим веществом, гелий в этом процессе будет выделяться как побочный продукт. Это происходит потому, что гелий никакими химическими связями не соединен с радиоактивным элементом, а только удерживается в их структуре механическим путем.

Однако чтобы добыть газ таким путем, необходимо, как минимум, где-то приобрести любой радиоактивный элемент в виде руды. А ведь сделать это практически невозможно, к.

Надувать шарики самому очень веселое занятие, особенно для любопытных детей, однако для того, чтобы ваш шарик полетел, необходим газ гелий, который легче воздуха.

В России добычей гелия занимается только один гелиевый завод в Оренбурге, но мало кто знает, что этот газ можно самому приготовить в своей квартире. В этой статье мы расскажем незатейливый способ, как дома надуть воздушные шары без гелия, а также покажем видео с примером.

Рецепт изготовления: 1. Налить полстакана уксуса в бутылку 2. В шарик всыпать 5 столовых ложек соды 3. Надеть шарик на горлышко бутылки 4. Поднять шарик, чтобы сода высыпалась в бутылку 5. При добавлении соды в уксус выделяется углекислый газ 6. Он и заполняет воздушный шар. Удачного полета

Надуть шарики в домашних условиях портативным баллоном

Если же вы не хотите так много тратить времени на этот процесс получения газа, и вам нужно надуть много своих.

Ядро атома гелия состоит из двух протонов и (обычно) двух нейтронов, вокруг него вращаются два электрона. Атом гелия меньше по размеру, чем более легкий атом водорода с одним протоном и электроном, так как большая сила притяжения ядра гелия притягивает электроны ближе. Хотя проще предположить, что электроны, вращаются вокруг ядра по круговой орбите, образуя «облако», место наиболее вероятного расположения электронов. Изотопы гелия, содержащие 2 протона и 2 электрона, могут содержать от 1 до 4 нейтронов.

В промышленности гелий получают из природных газов, в которых он содержится. От других газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя то, что он сжижается труднее всех остальных газов.

Сначала производят охлаждение дросселированием, которое проходит в несколько стадий. Во время этого процесса гелий очищается от углекислого газа и других углеводородов. В результате получается смесь гелия, водорода и неона. Полученная смесь называется.

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 гелиевом заводе, входящем в состав ООО «Газпром переработка».

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 стать крупным мировым производителем гелия и поставщиком этого вещества на мировой рынок.

Попутный нефтяной газ, или ПНГ — это газ, растворенный в нефти. Добывается попутный нефтяной газ при добыче нефти, то есть он, по сути, является сопутствующим продуктом. Но и сам по себе ПНГ — это ценное сырье для дальнейшей переработки.

Сжиженные углеводородные газы (СУГ) получают из попутного нефтяного газа. Это чистые газы или специальные смеси, которые могут быть использованы для отопления домов, в качестве автомобильного топлива, а также производства нефтехимической продукции.