Гелий

 Гелий

Гелий - бесцветный инертный одноатомный газ. Он не имеет запаха, вкуса и не вступает в химическую реакцию ни с одним химическим элементом.

Гелий получают из гелийсодержащего природного газа (сейчас разрабатываются месторождения, содержащие свыше 0,1 % гелия). От остальных газов гелий отделяют методом глубокого охлаждения, используя его свойство сжижаться труднее других газов. Охлаждение гелийсодержащей газовой смеси происходит методом дросселирования в несколько этапов, постепенно очищая его от двуокиси углерода и углеводородов.

В итоге получается смесь гелия, неона и водорода с концентрацией гелия около 70-90 %. Далее происходит очистка от водорода (4-5 %) с помощью оксида меди при температуре около 650—800К. Окончательная очистка производится путем охлаждения гелия кипящим под вакуумом азотом и адсорбцией примесей на активированном угле, который также охлаждается жидким азотом. Выпускается гелий технический с чистотой 99,80 % и гелий высокой чистоты (99,985 %).

В России газообразный гелий выделяют из природного и нефтяного газов. В настоящее время гелий добывается на гелиевом заводе ООО «ГазпромдобычаОренбург» в Оренбурге, где содержание гелия не превышает 0,055%. По этой причине гелий российский имеет высокую стоимость. Актуальной проблемой является освоение месторождений природного газа, расположенных в Восточной Сибири с более высоким содержанием гелия (до 0,15-1%).
Мировое лидерство по производству гелия удерживают США (140 млн.м3 в год), потом следует Алжир (16 млн.м3). Россия находится на третьем месте в мире с объемом производства 6 млн.м3 в год. Мировые запасы гелия оцениваются в 45,6 млрд м3. Самые крупные месторождения гелия находятся в США (около 45 % от мировых ресурсов), в России (32 %), Алжире (7 %), в Канаде (7 %) и Китае (4 %).

Транспортировка гелия

Для хранения и транспортировки гелия в газообразном состоянии применяются стальные баллоны по ГОСТ 949-73, выкрашенные в коричневый цвет. Сжиженный гелий может перевозиться в гелиевых танк-контейнерах или криогенных транспортных сосудах с использованием азотного экрана.

Свойства гелия

Газообразный гелий – бесцветный инертный газ, не имеющий вкуса и запаха. Жидкий гелий – бесцветная жидкость без запаха с плотностью 124,9 кг/м3 и температурой кипения при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт.ст. 4,215°К (минус 268,9°С).

Гелий не взрывоопасен, не горюч и не токсичен, однако при высокой концентрации во вдыхаемом воздухе может вызвать удушье и состояние кислородной недостаточности. Жидкий гелий – жидкость с низкой температурой кипения, которая может вызвать термический ожог. Жидкий гелий не затвердевает при любой температуре, если, помимо температуры, на него не воздействует давление 25 или более атмосфер. Другого подобного вещества в природе нет. Среди газов это лучший проводник электроэнергии и один из лучших (после водорода) проводник тепла. Теплоемкость гелия очень велика, а вязкость, наоборот, чрезвычайно мала.

Применение гелия

 

  • в металлургии для создания защитной инертной атмосферы для выплавки особо чистых металлов
  • в пищевой промышленности - пищевая добавка E939, в качестве упаковочного газа и газа-вытеснителя (пропеллента)
  • как хладагент для получения сверхнизких температур (прежде всего для перевода металлов в состояние сверхпроводимости)
  • для наполнения дирижаблей, воздушных шаров, метеорологических зондов и воздушных шариков
  • в дыхательных смесях для медицины и глубоководного погружения (замена азота)
  • для наполнения газоразрядных трубок, используемых для освещения в рекламных целях
  • в газовой хроматографии в качестве газа-носителя
  • для поиска утечек в трубопроводных системах и котлах (Гелиевые течеискатели)
  • как компонент рабочего газа в медицинских и технических газовых лазерах

 

Дополнительная информация