Гелий: как его добывают и где используют
«Газпром добыча Ноябрьск» с уверенностью смотрит в завтрашний день: компания имеет чёткие перспективы как минимум на 30 лет вперёд. Её дальнейшее развитие во многом связывают с повышением эффективности добычи за счёт использования новых технологий, а также с выходом на полную проектную мощность Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения, расположенного в Якутии.
Чаяндинский проект ноябрьских газовиков уникален по многим параметрам. Это единственный объект производства, где в промышленных масштабах ведётся добыча не только углеводородов, но и стратегического сырья – гелия. Чем ценен этот инертный газ для мирового рынка, и где он особенно востребован?
Промысел
Гелий выделяется из природного газа с помощью сложнейшей технологии, запатентованной энергетической компанией «Газпром». Для этих целей на газовом промысле построен отдельный завод – так называют установку мембранного выделения гелиевого концентрата (УМВГК), результат соединения науки с производством, сами инженеры.
Добыча гелия состоит из нескольких этапов – для выделения гелиевого концентрата из метана применяются специальные мембраны, процесс длительный и многоступенчатый. Инновационный технологический комплекс – УМВГК – позволяет разделять сырьевой газ на два потока. Один из них пермеат, обогащённый гелием, а другой – ретентат, это подготовленный товарный газ. Разделение осуществляется в две ступени, процесс происходит в мембранных элементах цилиндрической формы. Они состоят из намотки пористого полимерного волокна со сложной структурой. Такой метод выделения гелиевого концентрата из природного газа является инновационным для отечественной промышленности.
Где используется
«Солнечный» газ имеет много полезных свойств – это его электро- и теплопроводность, низкая реактивность и плотность, также высокая лёгкость, растворимость в воде и крови и, что немаловажно, нетоксичность и негорючесть.
Лёгкость этого газа позволяет применять его в подводном плавании с аквалангами – он используется при погружении в воду. Это же свойство гелия пригодилось для воздухоплавания – им наполняют как обычные воздушные шары, так и воздухоплавательные аппараты. Кстати, этим занимались ещё в начале XX века: гелием наполнялись дирижабли.
В дальнейшем свойства гелия пробудили к нему интерес учёных, исследователей, химиков, металлургов, промышленников. Сегодня гелий востребован, в первую очередь, в высокотехнологичных отраслях: атомной, электронной, космической промышленности.
В XXI веке «солнечный» газ активно применяется в медицине высоких технологий – он требуется для работы аппаратов МРТ, из него изготавливают различные дыхательные смеси, а также «искусственный воздух» для космонавтов. В атомной промышленности гелий используют в качестве теплоносителя для атомных реакторов, а в ракетостроении – как охладитель корпуса камеры двигателя.
Гелий также создаёт защитную среду при сварке металлов, благодаря чему прочно занял свою нишу в металлургии.
В качестве инертного газа гелий используют при производстве оптоволокна, деталей сотовых телефонов, жидкокристаллических экранов и различных полупроводников. С развитием интернета появилась большая в этом необходимость. Кроме того, гелий применяется при производстве лазеров: на кассах в супермаркетах с его помощью сканируют штрих-коды товаров.
Перспективы
На планете Земля общие запасы гелия составляют порядка 41 млрд кубометров. Гелий на Чаяндинском месторождении – это пятая часть мировых объёмов. Здесь запасы инертного газа составляют около восьми млрд кубометров при доле общей концентрации 0,55%. В соответствии с технологической схемой разработки ЧНГКМ в течение нескольких лет с начала эксплуатации месторождения объём пермеата подлежит обратной закачке в пласт с целью хранения.
По прогнозам, в соответствии с заданными трендами экономического развития, уже в ближайшее десятилетие потребление гелия резко возрастёт. Спрос на гелий, соответственно, резко увеличится, а не допустить его дефицита на рынке позволят заблаговременно произведённые технологические процессы и операции.