Propan

Propan
Propanmolekyle
Identifikation
IUPAC navn	propan
Synonymer	n- propan dimethylmethan R290
N o CAS	74-98-6
N o ECHA	100.000.753
N o EF	200-827-9
PubChem	6334
SMILE	CCC PubChem , 3D-visning
InChI	InChI: 3D-visning InChI = 1S / C3H8 / c1-3-2 / h3H2,1-2H3
Udseende	komprimeret flydende gas, lugtfri, farveløs
Kemiske egenskaber
Brute formel	C 3 H 8   [isomerer]
Molar masse	44,0956 ± 0,003  g / mol C 81,71%, H 18,29%,
Dipolært øjeblik	0,084  ± 0,001  D
Fysiske egenskaber
T ° fusion	−187,63  ° C
T ° kogning	−42,1  ° C
Opløselighed	75  mg · l -1 ( vand , 20  ° C )
Opløselighedsparameter δ	13,1  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumenmasse	2.0098  kg · m -3 ( 0  ° C , 1015  mbar , gas) 0,5812  kg · l -1 ( -42,1  ° C , 1015  mbar , væske) ligning: ρ=1.3757/0,27453(1+(1-T/369,83)0,29359){\ displaystyle \ rho = 1.3757 / 0.27453 ^ {(1+ (1-T / 369.83) ^ {0.29359})}} Densitet af væsken i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 85,47 til 369,83 K. Beregnede værdier: 0,49106 g · cm -3 ved 25 ° C. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 85,47 −187,68 16.583 0,73126 104,43 −168,72 16.18957 0,71391 113,91 −159,24 15.98919 0,70508 123,38 −149,77 15,78607 0,69612 132,86 −140.29 15.58004 0,68703 142,34 −130.81 15.37091 0,67781 151,82 −121.33 15.15847 0.66844 161.3 −111.85 14,94247 0,65892 170,78 −102.37 14,72265 0,64922 180,26 −92,89 14.49871 0,63935 189,74 −83.41 14.2703 0,62928 199,21 −73.94 14.03704 0,61899 208,69 −64.46 13.79848 0,60847 218,17 −54,98 13.5541 0,5977 227,65 −45,5 13.30331 0,58664 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 237,13 −36.02 13.0454 0,57526 246,61 −26.54 12,77951 0,56354 256.09 −17.06 12.50464 0,55142 265,56 −7.59 12.21953 0,53884 275,04 1,89 11,92263 0,52575 284,52 11.37 11.61198 0,51205 294 20,85 11.28499 0.49763 303,48 30.33 10,93822 0,48234 312,96 39,81 10,56686 0,46597 322,44 49,29 10,16385 0,4482 331,92 58,77 9.71813 0,42854 341,39 68,24 9.21055 0,40616 350,87 77,72 8.60236 0.37934 360,35 87.2 7,78763 0,34341 369,83 96,68 5,011 0,22097
Automatisk tænding temperatur	470  ° C
Flammepunkt	-104  ° C
Eksplosionsgrænser i luft	1,7 - 10,8  volumenprocent 31 - 202  g · m -3
Mættende damptryk	8,327  bar ved 20  ° C 10,8  bar ved 30  ° C 17,081  bar ved 50  ° C ligning: Pvs=exs(59.078+-3492,6T+(-6.0669)×likke(T)+(1.0919E-5)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (59.078 + {\ frac {-3492.6} {T}} + (- 6.0669) \ times ln (T) + (1.0919E-5) \ times T ^ {2})} Tryk i pascal og temperatur i Kelvins, fra 85,47 til 369,83 K. Beregnede værdier: 953 257,14 Pa ved 25 ° C. T (K) T (° C) P (Pa) 85,47 −187,68 0 104,43 −168,72 0,09 113,91 −159,24 0,84 123,38 −149,77 5.6 132,86 −140.29 27,68 142,34 −130.81 107,93 151,82 −121.33 348,17 161.3 −111.85 962,5 170,78 −102.37 2 343,18 180,26 −92,89 5.132,18 189,74 −83.41 10,286,81 199,21 −73.94 19,129.02 208,69 −64.46 33.371,48 218,17 −54,98 55,119.11 227,65 −45,5 86,848,72 T (K) T (° C) P (Pa) 237,13 −36.02 131,373 246,61 −26.54 191.796,36 256.09 −17.06 271.469,9 265,56 −7.59 373 951,9 275,04 1,89 502,978,37 284,52 11.37 662.446,88 294 20,85 856.414,89 303,48 30.33 1.089.113,33 312,96 39,81 1.364.974,76 322,44 49,29 1.688.675,49 331,92 58,77 2.065.190,71 341,39 68,24 2.499.861,99 350,87 77,72 2.998.476,33 360,35 87.2 3.567.356,92 369,83 96,68 4.213.500
Kritisk punkt	96,75  ° C , 42,5  bar , 0,2  s -1 · mol -1
Triple point	1,685 × 10-9  bar ved -188,15  ° C
Lydens hastighed	1158  m · s -1 (flydende, -42,1  ° C )
Termokemi
S 0 væske, 1 bar	171,0  J · mol -1 · K- 1
Δ f H 0 gas	-104,7  kJ · mol -1
Δ f H 0 væske	-119,8  kJ · mol -1
Δ vap H °	16,25  kJ · mol -1 til 25  ° C 18,774  kJ · mol -1 til -42,11  ° C
C s	73,6  J · mol -1 · K -1 ( 25  ° C , gas) 98,36  J · mol -1 · K -1 ( -43,15  ° C , væske) ligning: VSP=(28,277)+(1.1600E-1)×T+(1,9597E-4)×T2+(-2.3271E-7)×T3+(6,8669E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (28.277) + (1.1600E-1) \ times T + (1.9597E-4) \ times T ^ {2} + (- 2.3271E-7) \ times T ^ {3} + (6.8669E-11) \ times T ^ {4}} Gassens varmekapacitet i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin fra 100 til 1500 K. Beregnede værdier: 74,658 J · mol -1 · K -1 ved 25 ° C. T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 100 −173.15 41 611 944 193 −80.15 56,387 1.279 240 −33.15 64,416 1461 286 12,85 72.498 1644 333 59,85 80 887 1.834 380 106,85 89.318 2,026 426 152,85 97.528 2 212 473 199,85 105.800 2 399 520 246,85 113,887 2.583 566 292,85 121,565 2 757 613 339,85 129,117 2 928 660 386,85 136,328 3 092 706 432,85 143.022 3 243 753 479,85 149.461 3 389 800 526,85 155.477 3.526 T (K) T (° C) C s (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C s (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 846 572,85 160.943 3.650 893 619,85 166.092 3 767 940 666,85 170.804 3.873 986 712,85 175,005 3 969 1.033 759,85 178.897 4.057 1.080 806,85 182.412 4.137 1.126 852,85 185.521 4,207 1.173 899,85 188,403 4 273 1.220 946,85 191.038 4 332 1.266 992,85 193.435 4 387 1313 1.039,85 195 765 4.440 1360 1.086,85 198,049 4.491 1.406 1132,85 200.322 4.543 1.453 1.179,85 202 772 4.598 1.500 1 226,85 205.450 4.659
STK	2 195,9  kJ · mol -1
PCI	2 028,37  kJ · mol -1
Elektroniske egenskaber
1 re ioniseringsenergi	10,95  ± 0,05  eV (gas)
Forholdsregler
SGH
Fare H220, H220  : Ekstremt brandfarlig gas
WHMIS
A, B1, A  : Komprimeret gas absolut tryk ved 21,1  ° C = 853  kPa B1  : Brandfarlig gas nedre antændelsesgrænse = 2,1% Offentliggørelse ved 1,0% i henhold til klassificeringskriterier
NFPA 704
4 2 0
Transportere
23    1978    Kemler-kode: 23  : brandfarlig gas FN-nummer  : 1978  : PROPAN Klasse: 2.1 Mærkning: 2.1  : Brandfarlige gasser (svarer til de grupper, der er angivet med store bogstaver F);
Økotoksikologi
LogP	2,36
Lugtgrænse	lav: 12.225  ppm høj: 20.005  ppm
Enheder af SI og STP, medmindre andet er angivet.

Den propan er en alkan lineær formel C 3 H 8. Vi taler om biopropan, hvis den er af ikke-fossil oprindelse.

I dag stammer det hovedsageligt fra andre olieprodukter ved gas- eller petroleumstermokemiske processer, men begynder også at stamme fra biogas . Det bruges almindeligvis som en kilde til kemisk energi ved forbrænding i forbrændingsmotorer, kedler, grill.

Sælges normalt i flydende form, især i form af LPG (dette er en af ​​dets vigtigste bestanddele). Et additiv, ethanethiol , bruges som et lugtstof til at signalere mulige lækager.

brug

Propan bruges hovedsageligt som brændstof og brændstof (det er hovedkomponenten i flydende petroleumgas ).

I industrien bruges det også som et reagens til:

• produktionen af ethylen og propen ved dampkrakning  ;
• ved syntesen af tetrachlorethylen og tetrachlormethan ved chlorolyse  ;
• (for nylig) at syntetisere (ved zeolitkatalyseret omdannelse ) benzen , toluen og xylen  ;
• (nylig) som et alternativ eller supplement til hydraulisk frakturering til frakturering og stimulering af reservoirbjergarter for at ekstrahere naturlige gas ( skifergas ) ifølge en fremgangsmåde udviklet af GasFrac, en lille gasselskab baseret i Calgary ( Alberta ), specialiseret i hydraulisk frakturering, der ledte efter en løsning, der var så effektiv, men mindre vandforbrugende. Propan (nitrogen anvendes undertiden også eller en blanding af gasser) trænger bedre ind og længere ind i mikrosprækkene i klippen og kommer lettere ud end vand. Det er dog en meget farligere væske at håndtere end vand.

En katalytisk oxidation er mulig ved anvendelse af platin eller palladium som katalysatorer . Fordi propan er et billigt og rigeligt råmateriale, undersøges dets selektive oxidation til monomerer ( propylen , acrylsyre ) intensivt.

Fysisk-kemiske egenskaber

Propan er en gas, der er tættere end luft (1,5 gange) under normale temperatur- og trykforhold , så den danner lommer på jorden i et rum fyldt med luft. Det nedbryder fra en temperatur over 780 - 800  ° C .

Forbrændingen af ​​propan er renere end benzin (takket være dets fordelagtige H / C-forhold), men betydeligt mere forurenende end metan eller brint . Tilstedeværelsen af CC-bindinger skaber organiske rester ud over vanddamp og kuldioxid. Disse produkter gør flammen synlig.

Produktion og syntese

Propan kommer hovedsageligt fra oprensning af naturgas eller adskillelse af flydende petroleumsgasser (propan og butan ) fra destillation af råolie.

Klimaeffekter

Den Jorden frigiver et megatonne om året i atmosfæren.

Biopropan

Biopropan er en gas fremstillet af biomasse med samme kemiske sammensætning som kommerciel propan. I tilfældet med den første europæiske raffinaderi i Neste i Rotterdam , er det en by- produkt af produktionen af biodiesel fra 68% industriaffald (madolier, restprodukter dyr fedt (hovedsagelig fra Asien, men også fra Europa og Frankrig) og grøntsager olier (raps- og palmeolie, der udgør de resterende 32% af blandingen)).

Ifølge livscyklusanalyser bestilt af Primagaz (evalueret i løbet af et år med ADEME) udsender Biopropane 60 gram CO 2ækvivalent / kWh, dvs. ca. 78% mindre end referencefossile brændstoffer […] 36 gram CO 2eq / kWh skyldes tilførsel af biomasse, 22 gram til fremstilling, 0,5 gram til søtransport og 1,5 gram til distribution […] brændselsolie udsender fem gange mere CO 2ækvivalent ”end biopropan, hvilket gør sidstnævnte til” det mindst udledende brændstof på markedet [...] Primagazs biopropan produceres i Rotterdam i Holland, af Neste, med hvem SHV Energy har indgået et eksklusivt produktionspartnerskab med 40.000 ton biopropan om året fra 2018 ” . Ifølge Primagaz vil halvdelen af ​​byggeprojekterne til enfamiliehuse, der betjenes af Primagaz, bruge biopropan fra 2019, ligesom sandsynligvis nogle planlagte øko-kvarterer for sociale boliger . Hele territoriet vil potentielt have adgang til det, inklusive de 27.000 kommuner, der ikke betjenes af gasnetværket. Og en flaske biopropangas er planlagt inden udgangen af ​​2018. I 2018 planlægger Primagaz at integrere 8% biopropan i LPG på 1.750 franske stationer, men i 2020 vil kun importere 3% af sit salg.

Økonomi

Propan bruges i tanke, over eller under jorden, og fyldes en eller flere gange om året af leverandører, kaldet propan tankskibe. Tanken stilles generelt til rådighed gratis i bytte for en forpligtelse over flere år.

I Frankrig er propangasmarkedet et oligopol mellem Antargaz (tidligere Antargaz-Finagaz), Butagaz , Primagaz og i mindre grad Vitogaz .

Leverandører letter adgangen til gas ved at installere tanke i boliger, der ikke er tilsluttet bygas ( naturgas ). Der er også brændstoftanke , men propan er en renere energi at forbruge under forbrænding.

Noter og referencer

1. PROPANE , sikkerhedsark (er) til det internationale program om sikkerhed for kemiske stoffer , hørt den 9. maj 2009
2. (i) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,16. juni 2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 og 1-4200-6679-X ) , s.  9-50
3. beregnet molekylmasse fra "  Atomic vægte af elementerne 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
4. Kemisk håndbog, D. Lide, 2004-2005.
5. Indtastning "Propan" i den kemiske database GESTIS fra IFA (tysk organ med ansvar for arbejdsmiljø) ( tysk , engelsk ), adgang den 20. april 2009 (JavaScript krævet)
6. (i) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  s. ( ISBN  978-0-387-69002-5 og 0-387-69002-6 , læs online ) , s.  294
7. (da) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys kemiske ingeniørhåndbog , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
8. "  Propan  " på http://www.nist.gov/ (adgang 20. april 2009 )
9. (i) W. M Haynes, Handbook of Chemistry and Physics , CRC, 2010-2011 91 th  ed. , 2610  s. ( ISBN  978-1-4398-2077-3 ) , s.  14-40
10. (i) Carl L. kæberne, Handbook of Termodynamiske Diagrams: Organic Compounds C8 til C28 , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996, 396  s. ( ISBN  0-88415-857-8 )
11. Butangas Propan-gasser
12. (i) David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  s. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , s.  10-205
13. Indeksnummer 601-003-00-5 i tabel 3.1 i tillæg VI til EF-regulativ nr. 1272/2008 (16. december 2008)
14. "  Propan  " i databasen over kemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisation med ansvar for arbejdsmiljø), adgang til 24. april 2009
15. "  Propan  " på hazmap.nlm.nih.gov (adgang til 14. november 2009 )
16. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Hydrocarbons , Wiley-VCH Verlag,2000
17. Gasfrac selskab portal
18. Brino, A. og Albany, N. (2011), den nye vandløse fracking-metode undgår forureningsproblemer, men borere langsomt til at omfavne det [PDF] , Insideclimatenews.org., 5  s.
19. Tang, W., Xiao, W., Wang, S., Ren, Z., Ding, J. og Gao, PX (2018), Boosting catalytic propan oxidation over PGM-free Co 3 O 4 nanocrystal aggregates through chemical leaching : En sammenlignende undersøgelse med Pt- og Pd-baserede katalysatorer , Anvendt katalyse B: Miljømæssig .
20. (es) Juan Pablo Hernández , Adriana Echavarría og Luz Amparo Palacio , ”  Synthesis af to nye Nikkel og kobber- nikkel vanadater anvendes til propan oxidativ dehydrogenering  ” , Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia ,Juni 2013( ISSN  0120-6230 , læs online )
21. (en) "  Oxidativ dehydrogenering af propan med N2O over zeolit ​​Cr / FeZSM-5  " , Ing. konkurrere. , Vol.  15,2013( læs online )
22. (in) "  EFFEKT AF VANADIUM I KATALYSTER AFLEDT FRA HYDROTALCITTLIGE MATERIALER I OXIDATIV AFTROGNING AF PROPAN  " , Revista Colombiana de Química ,2011( læs online )
23. (da) "  FREMMENDE EFFEKT AF Mo Pd / g-Al2O3-UNDERSTØTTE KATALYSTER I DEN OXIDATIVE AFTYDNING AF PROPAN  " , Dyna rev.fac.nac.minas ,2011( læs online )
24. (in) Kinetiske studier af propanoxidation er Mo- og V-blandede oxidbaserede katalysatorer ,2011( læs online )
25. (in) "  Reaktionsnetværket i propanoxidationstrin over rene MoVTeNb M1-oxidkatalysatorer  " , Journal of Catalysis , Vol.  311,2014, s.  369-385 ( læs online )
26. (in) "  multifunktionalitet af krystallinsk MoV (NBPT) M1-oxidkatalysatorer i selektiv oxidation af propan og benzylalkohol  " , ACS-katalyse ,2013, s.  1103-1113 ( læs online )
27. (in) "  Overfladekemi af ren oxidfase M1 MoVTeNb Under drift ved selektiv oxidation af propan til acrylsyre  " , Journal of Catalysis , Vol.  285,2012, s.  48-60 ( læs online )
28. Fremstilling af brændselsolie på FioulMarket.fr (hørt 23. august 2012)
29. Videnskab og liv , vi ved, hvad jorden afgasses med kulbrinter , nr .  1098, marts 2009, s.  34 .
30. Eva Gomez, "  Primagaz lancerer biopropan i Frankrig  " , på environnement-magazine.fr ,28. marts 2018.
31. Aurélie Barbaux, "  Primagaz lancerer biopropan i Frankrig  " ,28. marts 2018(adgang til 23. april 2019 ) .
32. "14. lovgiver" , på spørgsmål.assemblee-nationale.fr
33. "  Samlet vil sælge sit datterselskab Totalgaz til Antargaz  " , på Les Echos ,3. juli 2014(adgang til 5. december 2019 )

Se også

eksterne links

• (da) NIST Chemistry WebBook .
• Fransk butan propan komité .