Состоялся запуск производства высокочистого неона на базе Бауманского университета. По поручению правительства Российской Федерации для нужд отечественной микроэлектроники и расширения экспортного потенциала в МГТУ им. Н.Э. Баумана в течение 4 месяцев разработана технология и создана установка производства неона с чистотой более трёх девяток (99,999%). Это важное событие не только для отечественной микроэлектронной отрасли, но и для глобального производства полупроводников. Стоит отметить, что раньше доля российского неона на мировом рынке составляла около 1%, но уже к концу года планируется производство около 70 тыс. кубометров неона в годовом исчислении, что эквивалентно 10% глобального рынка. «Уже сейчас бауманская установка полностью обеспечивает российскую микроэлектронную промышленность.

К концу этого года, после установки дополнительных мощностей по компремировнию и приёму сырья, мощность будет достаточной для переработки всего российского сырья, а объём производства достигнет 25% от общемирового», — заявил ректор Михаил Гордин.

Одним из важнейших направлений лабораторий криогенной техники факультета Энергомашиностроение МГТУ является работа по производству редких газов высокой чистоты, без которых невозможна работа таких высокотехнологичных отраслей, как производство микроэлектроники, лазеров, космических аппаратов, а также современной медицины и многих других.

Созданный МГТУ им Н.Э. Баумана комплекс будет работать на отечественных ресурсах неон-гелиевой смеси, которые вырабатываются на воздухоразделительных установках металлургов. В России расположена почти треть мировых запасов для производства неона.

Справка:

Инертные одноатомные газы широко распространены во Вселенной. Одним из них является газ неон, который занимает 5-е место по распространенности во всем обозримом космосе после гелия, водорода, кислорода и, конечно же, углерода. Это вещество относится к благородным газам, которые не обладают выраженным запахом или цветом, а также имеет низкую химическую реактивность.

Во вселенной химический элемент под названием Ne чаще всего встречается в составе горячих звезд, газовых туманностей и некоторых планет солнечной системы (как правило, максимально отдаленных от Солнца, в том числе Урана и Нептуна). В земной атмосфере он присутствует в очень малых количествах и его невозможно найти в чистом виде.

Ученые объясняют этот факт тем, что в свое время Земля потеряла так называемую первичную атмосферу, из-за чего многие виды содержащихся в ней инертных газообразных веществ просто покинули нашу планету, улетучившись в отрытый космос. В то же время добыча газа неона для его дальнейшего применения в промышленности является приоритетным направлением для всего человечества.

Как получают газ неон?

Единственным источником его получения является воздух. Его разделяют с применением технологии низкотемпературной ректификации. В результате удается отделить от кислорода наиболее легкие его компоненты, а именно Ne и He. Получаемый в итоге продукт может содержать всего до 10% неоногелиевой смеси, в то время как всю остальную массу вещества составляют азот и водород.

Последующая задача состоит в том, чтобы максимально очистить неоногелиевую смесь от посторонних примесей с использованием методов адсорбции и конденсации, обеспечив ее максимальную чистоту. Для этого применяется дорогостоящее промышленное оборудование, с помощью которого удается удалить из продукта химические компоненты H и N. Водород выжигается из полученной смеси в специальных печах, а азот устраняют с использованием низкотемпературных дефлегматоров и криогенных адсорберов.

В результате удается получить так называемый сырой неон, то есть неоногелиевую смесь,  чистое содержание Ne в которой может варьироваться в пределах от 50% до 75%. Кроме того, продукт включает в себя приблизительно в три раза меньшее количество гелия и всего до 2% водорода.

Именно в таком виде сырой неон и поступает потребителю, использующему его в промышленных целях, к примеру, для заправки различной техники или световых установок.

Как получают чистый газ неон?

В большинстве случаев для применения в сфере производства достаточно и сырого газового продукта, но нередко он может потребоваться в особо чистом виде. Для его получения необходимо многократное использование дорогостоящих промышленных установок, которые применяют в своей работе методы адсорбции или конденсации. Например, в случае конденсации вещество искусственно подвергают заморозке с применением доведенного до кипения жидкого азота в условиях вакуума.

Особо чистый газ неон должен содержать в себе по стандарту не менее 99,888 процентов чистого вещества. Но для некоторых сфер деятельности может потребоваться еще более глубокая, комплексная и дорогостоящая очистка, целью которой является получение Ne с чистотой до 99,99 процентов и выше.

Естественно, стоимость газового продукта, который прошел глубокую и комплексную очистку, является более высокой. Узнать, с чем именно это связано, вы можете, прочитав наш отдельный материал на эту тему.

Где используется такая продукция?

Неон широко применяется в самых различных направлениях человеческой деятельности. В смеси с гелием этот химический элемент используется в качестве специализированной рабочей среды для некоторых видов газовых лазеров. А вот смеси Ne и N незаменимы при производстве наружного освещения и для создания рекламы и вывесок.

Еще одно полезное свойство такого газового продукта заключается в том, что он обладает способностью взаимодействовать с электрическим током, создавая яркое свечение оранжево-красного цвета. Благодаря этому его применяют при создании сигнальных ламп для маяков и аэропортов.

Характерное красноватое свечение неоновых ламп очень хорошо различимо даже на больших расстояниях, в том числе при появлении тумана или мглы. Ne применяют и в тех осветительных приборах, когда невозможно использование аргона, более доступного по цене.

Отдельно следует выделить и свойства жидкого неона. Он выступает в качестве эффективного холодильного агента, благодаря чему незаменим в работе некоторых видов криогенных установок. К примеру, с помощью таких установок сегодня обеспечивают условия для хранения ракетного топлива.

Таким образом, сфера применения Ne развивается с каждым днем, растут и объемы его потребления. Уже сегодня человечество сталкивается с тем, что уровень спроса на неон и неоногелиевую смесь превышает количество производимого, что может привести к появлению определенного дефицита уже в недалеком будущем.

К слову, вы можете прочесть о происхождении и использовании еще одного благородного газа – криптона.

Какие факты про химическое вещество Ne следует выделить?

Вот несколько интересных фактов про газ, о которых мы хотели бы рассказать:

• Название химического элемента происходит с греческого языка от слова «νέος», что в переводе на русский означает «новый».
• Впервые благородный газ был открыт двумя английскими учеными еще в 1898 году.
• В чистом виде продукт не является токсичным и полностью инертен, но может нести угрозу для человека, так как при вдыхании в больших количествах способен вызывать головокружение, потерю сознания и даже смерть.
• Вещество закипает при температуре в -246,08 градусов и переходит в жидкое состояние при +2,6 градусах по Цельсию.
• Этот элемент все чаще применяется при создании дыхательных смесей для профессиональных исследователей океанов и водолазов, как и для больных, страдающих нарушениями дыхания.

Выводы

Неон широко распространен во Вселенной, но в очень незначительных количествах содержится в атмосфере нашей планеты. Он может быть добыт путем разделения воздуха, процесс его производства является достаточно сложным и длительным, особенно если стоит задача получения особо чистой концентрации вещества. В то же время этот благородный газ широко востребован в отдельных сферах промышленности, например, в качестве наполнителя для световых приборов или лазерных установок.

Источники: https://sdelanounas.ru/, http://xn--80affkvlgiu5a.xn--p1ai/