торный характер. Промышленное значение имеет только добыча Г. из естественных газов, выходящих нз недр земли (см. ниже). Исследования природных газов на Г. ведутся в С. Ш. А., Фрапщш, Бельгии, Германии, Р1талии, Румынии, Австрии, однако большинство из обследованных здесь источников, кроме С. Ш. А., содерншт незначительный % Г. или обладает очень малым годовым дебитом, так что мировая монополия на Г. остается за С. Ш. А.

В отношении СССР есть все основания предполагать, что гелиевая промышленность моаадт получить значительное развитие в виду наличия большого количества источршков природного газа, несомненно содержащих Г., в целом ряде местностей (Средне-Волжская область, Кавказ,Кубань, Апшеронский полуостров и др.).

Применен:ие Г. в воздухоплавании, устраняя опасность возгорания газа в дирюкаб-лях, дает также возможность помещать моторы не в подвесных гондолах, как обычно, а внутри оболочки, что значительно уменьшит лобовое сопротивление и, следовательно, увеличит скорость корабля. Благодаря более медленной, чем у водорода, диффузии Г. через оболочку, подъемная сила дирижабля сохраняется лучше. Большое преимущество гелия-возможность легкой очистки уле использованного газа от загрязняющих его примесей, что делается путем пропускания его через спещшльные очистительные аппараты. Помимо воздухоплавания, Г. применяется (в сравнительно небольших количествах) и в других областях техники, а также для научных исследований, особенно для изучения различных процессов и свойств тел при очень низких t° (испарением жидкого Г. достигнута t° -272,1°). Целый ряд вопросов физики, химии, биологии, ботаники, для ре-шеияя которых нужна очень низкая °, м. б. выяснен с помощью жидкого Г. Для научных исследований Г. широко пользуются в ряде лабораторий различршгх стран, особенно яе в Криогенич. ин-те в Лейдене (Голландия), где проф. Каммерлинг-Оннесом был при помощи Г. сделан ряд ценных научных открытий; напр., обнаружено, что электропроводимость некоторых металлов при очень низких t° увеличивается в миллионы раз по сравнению с электропроводимостью при обыкновенной температуре. Г. употребляется и в электротехнической промышленности для ламп накаливания и для других ламп с вольфрамовыми наконечниками. По мере изучения гелия открывается ряд новых областей его применения. Н. Лебедев.

Добывание гелия из естественных газов.

Месторождения гелия. В 1903 г. близ Дек-стера в Канзасе (С. Ш. А.) была открыта неглубокая естеств. трещина, выделявшая газ. Газ был почти несгораем и этим резко отличался от обыкновенрплх естественных газов. Г. П. Кеди и Д. Ф. Макфарленд, к-рым были посланы образцы этого газа для анализа, сообщили, что он состоит из 15 % углеводородов и 85% инертного газа, повидимому азота. Дальнейшее исследование этой фракции показало, что кроме азота она содержит в себе ничтожные количества неона и аргона и

1,84 % Г. Были подвергнуты анализу газы, выделяемые и в других местах южного Канзаса и смежных областей, и все они оказались содержащими небольшие количества Г. Хотя Кеди и Макфарленд опубликовали результаты своих исследований [i], важность этого сообщения не была должным образом оценена до начала войны 1914-18 гг. К этому времени Г. добывался исключительно из минеральных источников или из радиоактивных минералов. Тогда как при сжигании естественных газов Канзаса и смежных с ним областей миллионы гелия выпускались на воздух, количество этого газа, к-рое ученые могли иметь в своем распоряжении, вероятно, не превосходило 0,25 ж. Стоимость этого ничтожного количества газа составляла не менее 15 ООО долл.

В 1915 г., узнав о работе Кеди и Макфар-ленда, британское правительство ассигновало средства на производство изысканий на Г. в Онтарио-единствершом месте в пределах британских владений, где существовал естественный газ в значительном количестве, а в 1917 году, по вступлении в войну, С. Ш. А. также предприняли исследование всех источников газа, пригодных для промышленного добывания Г. для нужд военного воздухоплавания.

Месторождения, содержащие газ с 0,25- 0,5% Г., были найдены в округе Винтон, Огайо. Количество выходящего газа было, однако, невелико. Проба из Геврской газовой скважины в Монтане показала содержание гелия в 0,27 %. Так как большая газовая скважина в Петролии (северный Техас) отличалась весьма высоким содержанием азота, то были предприняты изыскания именно в этой местности. Присутствие газовых месторождений со столь же высоким содержанием гелия, как и в Канзасе и сев. Оклагоме, тотчас подтвердилось. Месторождение, найденное в северном Техасе, простиралось от округа Браун к северу до пограничной линии мелоду Техасом и Оклагомой. Процентное содержание Г. значительно колебалось, и хотя в нескольких сквалшнах газы содержали более чем 0,25% Г., только в Петролии содержание гелия было настолько велико, что могла итти речь о попытках его извлечения. Один из анализов показал 1,18 % Г., а в среднем содерлание его несколько превышало 0,9%.

В Канзасе были найдены месторождения с содержанием гелия от 0,1 (или немного менее) почти до 0,2%. Значительные количества были найдены в скважине Элдорадо, в округе Бетлер, где оказался газ с содержанием 1,1 % Г. и 40 % азота. Другим важным центром является скважина Августа в том же округе. Здесь горизонт на глубине 360- 420 ж показал 1,03-1,14% Г. Процентное содерлтние гелия в этом горизонте не было показательным для других горизонтов, и на глубине 460 jh его оказалось только 0,43%. Это различие между отдельными горизонтами было констатировано во всех исследованных скважинах, и объяснение этого явления представляет весьма трудную задачу для науки. Наивысшее содержание Г. было найдено в Декстере и связанных с ним неглубоких скважинах округа Каулей в Канзасе.

Содержание Г. в этой области составляло от 0,9 до 2,0% (приблизительно). Впоследствии, в 1917-18 гг., было открыто много нефтяных и газовых месторождений. Некоторые из них содержали значительные ко.яи-чества Г.; одно из них, скважина Нокона близ Петролии, содержит 1,2% гелия. В течение 1927 г. вблизи прежних месторождений в Декстере бы.т пробурен ряд скважин, который дал почти такое же содержание Г., какое было определено Кеди и Макфарлен-дом двадцать лет тому назад. Это месторождение разрабатывается частным заводом The Helium С .

Наиболее важным дополнением к сущест-вующил1в С. Ш. А. ресурсам Г. были месторождения в округе Пангендль юго-западн. Техаса и система Вудсайд па плоскогорий Юта. Месторождение округа Пангендль обнимает более 5 ООО км. Небольшие количества Г. найдены во многих пунктах этого участка, ко только незначительная часть об-ш;ей площади считается в настоящее время пригодной д.Г1Я промышленной разработки. Тем не менее предполагается, что количество имеющегося здесь Г. может обеспечить работу завода с ежемесячной производительностью 60 ООО в течение 20 лет.

После С. Ш. А. наиболее многообещающие месторождения находятся, повидимому, в Канаде. Считается, что из скважины Фор-мост в провинции Альберта м. б. получено ежегодно 60 ООО мТ. Но содержание Г в газе здесь составляет лишь 0,2%. Точно также скважина Бау-Айленд в той же провинции, как полагают, может дать ежегодно 35 ООО Г. из газа со средним содержанием Г.в 0,3 %. Наибольшее содержание Г. имеют газовые скважины Онтарио, в особенности в округе Пиль, где открыт газ с содержанием 0,8% гелия. Но общий размер возможной добычи здесь мал и может составить приблизительно 6 ООО в год.

Содержание Г. в газах. Неодинаковое содержание гелия на различных горизонтах одной и той же скважины уже было указано выше. Равным образом и содержание гелия в различных скважинах, получающих свой газ на одном и том же горизон-

совершеппо лишенными его, весьма затрудняют составление какой-либо рабочей гипотезы относительно происхонодения и распределения гелия.

Кеди и Макфарлеиднринтли к заключению, что содерзкапие Г. пропорционально количеству азота. Это, может быть, и верно вообще говоря, но существует много источников газов с весьма большим содержанием азота при почти полном отсутствии Г. Предположение, что только негорючие газы способны давать более или менее значительные количества Г., также оказалось ошибочным после открытия Г. в газе Петролии. До открытия Г. в системе Вудсайда преднспагали, что газы, содержащие Г., принадлежат исключительно горизонтам палеозойской эры, так как все образования средней полосы Огайо и Онтарио имеют именно такое геологич. происхо-Лгдение. Газ Вуд сайда происходит из горизонта ранней мезозойской эры, который расположен непосредственно над горными породами пермского периода (поздняя палеозойская эра). Газы Монтаны и некоторых, скважин Альберты находятся в образованиях мелового периода. Интересно отметить, что газы образований третичного периода несравненно беднее гелием, нежели палеозойские горизонты.

По общему взгляду, содержание Г. в естественных газах не зависит от условий отложения тех материальных остатков, от к-рых происходят горючие составные части этих газов. Все ученые согласны в том, что гелий должен был произойти совершенно из других источников, чем горючие вещества, и его происхождение обыкновенно нринисывает-ся существованию радиоактивного центра вблизи или ниже тех осадочных горизонтов, где сосредоточивается Г. Связь выделения Г. с теми областями центральных штатов, где произошли громадные сбросы древних кристаллич. пород, указывает иа существование центров радиоактивности в местах сбросов. Но потребуется еще много исследований, чтобы монсно было прийти к какому-либо окончательному заключению по этому вопросу и судить о других вероятных месторождениях гелия (см. табл.).

те в различных частях данной Анализы естественных газов, содержащих гелий.

геологической системы, может представлять большие колебания. Некоторые авторы высказали предположение,что содержание гелия в каждой скважине уменьшается по мере уменьшения давления, оказываемого горною породой. В подтверждение этого взгляда они ссылаются на анализы, доказывающие, что среднее содерлсание Г. б газе Петролии было в ноябре 1926 г. 0,8986 %, тогда как в июле 1925 г. оно составляло 1,1039%. Но такая разница может бхтть вызвана другими причинами,-быть может, установлением сообщения с более бедными скважинами. Эти различия в содержании Г. в пределах одной и той же сквалшны и то обстоятельство, что нередко скважины, тесно связанные с богатыми месторождениями Г., оказываются

в с. Ш. А. и Канаде. (По данным Геологич. к-та С. Ш. А. и Горного департамента Канады.)

Промышленное получение гелия. Как только было установлено присутствие достаточного количества Г. в Петролии, была предпринята постройка двух экспериментальных заводов в форте У орт (Fort Worth), и затем начата постройка третьего завода в самой

Петролии. Последний завод принял способ Дясефриза-Нортона; один из заводов форта Уорт был проектирован и руководим об-вом Linde Air Products С, другой-об-вом Air Reduction С. Оба последних з-да были рассчитаны на добычу около 200 Г. в день. Через шесть недель после пуска в ход завода Линде он стал давать небольшое количество 50%-ного Г.; четыре месяца спустя ежедневная продукция завода возросла до 140 70%-иого Г.; при дальнейшей очистке содержание гелия могло быть повышено до 93%. Проект об-ва Air Reduction С был основан на методе Клода, который в течение ряда лет применялся им при добывании других газов. Этот метод, однако, не мог быть так легко, как способ Линде, приспособлен к добыванию Г. Способ Джефриза-Нортона основан на тех же самых принципах, что и способ Клода, и хотя теоретически он должен быть продуктивнее остальных, тем не. менее он не дал надлеяащих результатов вследствие ряда механич. затруднений.

Практическ. превосходство способа Линде выяснилось к осени 1918 года, и тогда был разработан проект постройки завода производительностью 1 ООО м Г. в день. Постройка была начата в1919г.,ав 1921 г. з-д нача.т функционировать. Сначала производительность з-да была мала, но небольшие изменения в конструкции значительно повысили ее,

струкции Клода t°, необходимая для сжи-жеш1я других газов, кроме Г., т. е. темп-ра в -200°, достигается пропусканием части весьма сильно сгущенного газа через расширительный аппарат. С теоретич. точки зрения процесс Клода более продуктивен, нежели процесс Линде. Но применение раснш-рительной машины сопряжено с механическими затруднениями, к-рые оказались непреодолимыми для завода Air Reduction С. В процессе Джефриза-Нортона стремились достичь больше!! экономичности путем применения трех расширительных аппаратов, работающих при различных /°-ных пределах. Теоретическая продуктивность метода выше, но механич. затруднения еще больше, кел\;е.ли при способе Клода.

Способ Линде. В пробной установке и при первом проектировании заводского добывания Г. по системе Линде естественный газ приводился в соприкосновение с известковой водо11 в специальных скрубберах при низком давлении для удаления углекислоты. Хорошие результаты, полученные в скрубберах с каустической содой, примененной первоначально в системе Джефриза-Нортона, побудили ввести их также и в конструкцию Линде. После этой предварительной обработки газ вступает в первый, или сепараторный, цикл (фиг. 1). Часть газа вводится в четырехстепенные компрессоры,

yfy. Газомер провод *

fwvvwi flpede хомо-

димник

клаллаЛ

Высок

-Не из очистителя

Трубопровод

Фиг. 1. Общая схема действия сепараторного цикла в процессе Линде.

И В июне 1925 г. завод достиг максимальной производительности 35 ООО Г. После того производительность его сильно упала, вследствие уменьшения подачи газа из Петролии.

Задача получения Г. из естественного газа осложняется тем обстоятельством, что, помимо своей химической инертности и крайне низкой точки кипения, Г. составляет лишь ничтожную долю в самых богатых естественных газах. Все конструкции основаны па удалении углеводородов и азота в виде жидкостей и на получении Г. как остаточного газа. Так как это сопряжено с применерш-ем чрезвычайно низких <°, то необходимым условием является возможно более раннее удаление углекислоты во избежание замерзания. Конструкция всех з-дов в общих чертах одинакова. Главное различие заключается в способе окончательного охлаждения и сжижения газов. Ръонструкция Линде основана на эффекте Диадуля-Томсона. В этой конструкции необходимая низкая темп-ра достигается путем расширения охлажденных под высоким давлением газов в испарителе или приемнике низкого давления. В кон-

подвергающие его давлению до 140 aim. Другая часть газа пропускается через регулирующий клапан в трубопровод низкого давления. Этот трубопровод, а равно трубопровод из компрессора, проходит в предварительный холодильник, где газы охлаждаются наружным циклом углекислоты, а равно газами, возвращающимися из предыдущей обработки. Температура еще более понижается путем пропускания обоих трубопроводов через поглотитель тепла навстречу возвращающимся газам. Оба трубопровода затем проходят в нижнюю часть испарителя или сепаратора, сообщаясь с ним через ряд сопел, при чем газ высокого давления здесь расширяется и охлаладает смесь. Сепаратор разделяется на три аггрегата, из которых 1сажд,ый имеет в верхней части собственную очистительную колонку и конденсатор, а. внизу-приемник. В кал-сдом аггрегате известная часть газа выделяется в виде лшдко-сти, а остающийся газ переходит в выше стоящий аггрегат. Жидкость, испаряясь, служит для охлаледения выше стоящего аггрегата. Углеводороды вместе с небольшою