Propan

Propan
Propanmolekyl
Identifikasjon
IUPAC-navn	propan
Synonymer	n- propan dimetylmetan R290
N o CAS	74-98-6
N o ECHA	100 000 753
N o EC	200-827-9
PubChem	6334
SMIL	CCC PubChem , 3D-visning
InChI	InChI: 3D-visning InChI = 1S / C3H8 / c1-3-2 / h3H2,1-2H3
Utseende	komprimert flytende gass, luktfri, fargeløs
Kjemiske egenskaper
Brute formel	C 3 H 8   [Isomerer]
Molarmasse	44,0956 ± 0,003  g / mol C 81,71%, H 18,29%,
Dipolar øyeblikk	0,084  ± 0,001  D
Fysiske egenskaper
T ° fusjon	−187,63  ° C
T ° kokende	−42,1  ° C
Løselighet	75  mg · l -1 ( vann , 20  ° C )
Løselighetsparameter δ	13,1  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Volumisk masse	2.0098  kg · m -3 ( 0  ° C , 1 015  mbar , gass) .5812  kg · l -1 ( -42,1  ° C , 1 015  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})}} Væsketetthet i kmol · m -3 og temperatur i Kelvin, fra 85,47 til 369,83 K. Beregnede verdier: 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
Selvantennelsestemperatur	470  ° C
Flammepunkt	-104  ° C
Eksplosjonsgrenser i luft	1,7 - 10,8  volumprosent 31 - 202  g · m -3
Mettende damptrykk	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})} Trykk i pascal og temperatur i kelvin, fra 85,47 til 369,83 K. Beregnede verdier: 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
Trippel punkt	1,685 × 10-9  bar ved -188,15  ° C
Lydens hastighet	1158  m · s -1 (væske, -42,1  ° C )
Termokjemi
S 0 væske, 1 bar	171,0  J · mol -1 · K -1
Δ f H 0 gass	-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 , gass) 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}} Varmekapasiteten til gassen i J · mol -1 · K -1 og temperatur i Kelvin, fra 100 til 1500 K. Beregnede verdier: 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 4491 1.406 1132,85 200,322 4,543 1.453 1 179,85 202 772 4,598 1500 1 226,85 205 450 4659
PCS	2 195,9  kJ · mol -1
PCI	2 028,37  kJ · mol -1
Elektroniske egenskaper
1 re ioniseringsenergi	10,95  ± 0,05  eV (gass)
Forholdsregler
SGH
Fare H220, H220  : Ekstremt brannfarlig gass
WHMIS
A, B1, A  : Komprimert gass absolutt trykk ved 21,1  ° C = 853  kPa B1  : Brannfarlig gass nedre brennbarhetsgrense = 2,1% Offentliggjøring ved 1,0% i henhold til klassifiseringskriterier
NFPA 704
4 2 0
Transportere
23    1978    Kemler-kode: 23  : brannfarlig gass FN-nummer  : 1978  : PROPAN Klasse: 2.1 Etikett: 2.1  : Brennbare gasser (tilsvarer gruppene betegnet med store bokstaver F);
Økotoksikologi
LogP	2,36
Luktterskel	lav: 12 225  ppm høy: 20 005  ppm
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt.

Den propan er et alkan lineær formel C 3 H 8. Vi snakker om biopropan hvis den er av ikke-fossil opprinnelse.

I dag er det hovedsakelig avledet fra andre petroleumsprodukter ved gass eller petroleum termokjemiske prosesser, men begynner også å bli avledet fra biogass . Det brukes ofte som en kilde for kjemisk energi ved forbrenning i forbrenningsmotorer, kjeler, grill.

Selges vanligvis i flytende form, spesielt i form av LPG (dette er en av hovedbestanddelene). Et tilsetningsstoff, etantiol , brukes som luktmiddel for å signalisere mulige lekkasjer.

bruk

Propan brukes hovedsakelig som drivstoff og drivstoff (det er hovedkomponenten i flytende petroleumsgass ).

I industrien brukes det også som et reagens for:

• produksjon av etylen og propen ved dampsprekk  ;
• i syntesen av tetrakloretylen og tetraklormetan ved klorolyse  ;
• (nylig) for å syntetisere (av zeolitt -katalysert omdannelse ) benzen , toluen og xylen  ;
• (nylig) som et alternativ eller supplement til hydraulisk frakturering for frakturering og stimulering av reservoarbergarter for å utvinne naturgassen ( skifergass ) i henhold til en metode utviklet av GasFrac, en liten gass firma basert i Calgary ( Alberta ), spesialisert seg hydraulisk brudd, som lette etter en løsning som var effektiv, men mindre vannkrevende. Propan (nitrogen brukes også noen ganger, eller en blanding av gasser) trenger bedre og lenger inn i mikrosprekkene i fjellet, og kommer lettere ut enn vann. Det er imidlertid en mye farligere væske å håndtere enn vann.

En katalytisk oksidasjon er mulig ved å bruke platina eller palladium som katalysatorer . Fordi propan er et billig og rikelig råmateriale, blir dets selektive oksidasjon til monomerer ( propylen , akrylsyre ) studert intensivt.

Fysisk-kjemiske egenskaper

Propan er en gass tettere enn luft (1,5 ganger) under normale temperatur- og trykkforhold , så den danner lommer på bakken i et rom fylt med luft. Det bryter ned fra en temperatur over 780 - 800-  C .

Forbrenningen av propan er renere enn bensin (takket være det fordelaktige H / C-forholdet), men betydelig mer forurensende enn metan eller hydrogen . Tilstedeværelsen av CC-bindinger skaper organiske rester i tillegg til vanndamp og karbondioksid. Disse produktene gjør flammen synlig.

Produksjon og syntese

Propan kommer hovedsakelig fra rensing av naturgass eller separering av flytende petroleumsgasser (propan og butan ) fra destillasjon av råolje.

Klimaeffekter

Den Earth frigjør en megatonne per år i atmosfæren.

Biopropan

Biopropan er en gass produsert av biomasse , med samme kjemiske sammensetning som kommersiell propan. I tilfelle av den første europeiske raffineriet i Neste i Rotterdam , er det en by- produktet av produksjonen av biodiesel fra 68% industriavfall (matoljer, animalsk fett rester (hovedsakelig fra Asia, men også fra Europa og Frankrike) og grønnsaker oljer (raps og palmeolje som utgjør de resterende 32% av blandingen)).

I henhold til livssyklusanalysene bestilt av Primagaz (evaluert i løpet av ett år med ADEME) "slipper Biopropane ut 60 gram CO 2ekvivalent / kWh, dvs. rundt 78% mindre enn referansepunkt for fossile brensler […] 36 gram CO 2eq / kWh skyldes tilførsel av biomasse, 22 gram til produksjon, 0,5 gram til sjøtransport og 1,5 gram til distribusjon […] fyringsolje avgir fem ganger mer CO 2ekvivalent "enn biopropan, noe som gjør sistnevnte" til det minst utslippende drivstoffet på markedet [...] Primagazs biopropan produseres i Rotterdam i Holland, av Neste, som SHV Energy har inngått et eksklusivt produksjonspartnerskap med 40 000 tonn biopropan per år fra 2018 ” . Ifølge Primagaz vil halvparten av byggeprosjektene for eneboliger som betjenes av Primagaz bruke biopropan fra 2019, og det vil trolig også være planlagte økologiske nabolag for sosiale boliger . Hele territoriet vil potensielt ha tilgang til det, inkludert de 27.000 kommunene som ikke betjenes av gassnettet. Og en flaske biopropangass er planlagt før utgangen av 2018. I 2018 planlegger Primagaz å integrere 8% biopropan i LPG på 1750 franske stasjoner, men i 2020 vil bare importere 3% av salget.

Økonomi

Propan brukes i tanker, over bakken eller over bakken, og fylles en eller flere ganger i året av leverandører, kalt propan tankskip. Tanken blir vanligvis tilgjengelig gratis i bytte mot en forpliktelse over flere år.

I Frankrike er propangassmarkedet et oligopol mellom Antargaz (tidligere Antargaz-Finagaz), Butagaz , Primagaz og i mindre grad Vitogaz .

Leverandører legger til rette for tilgang til gass ved å installere tanker i boliger som ikke er koblet til bygass ( naturgass ). Det er også drivstofftanker , men propan er en renere energi å konsumere under forbrenning.

Merknader og referanser

1. PROPANE , sikkerhetsark (er) til det internasjonale programmet for sikkerhet for kjemiske stoffer , konsultert 9. mai 2009
2. (i) David R. Lide, håndbok for kjemi og fysikk , 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. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
4. Håndbok for kjemi, D. Lide, 2004-2005.
5. Oppføring "Propan" i den kjemiske databasen GESTIS fra IFA (tysk instans med ansvar for arbeidsmiljø og sikkerhet) ( tysk , engelsk ), åpnet 20. april 2009 (JavaScript kreves)
6. (in) 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 , leses online ) , s.  294
7. (no) Robert H. Perry og Donald W. Green , Perrys Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th  ed. , 2400  s. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , s.  2-50
8. "  Propan  " , på http://www.nist.gov/ (åpnet 20. april 2009 )
9. (in) 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. yaws, Handbook of Thermodynamic diagrammer: Organic Compounds C8 til C28 , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996, 396  s. ( ISBN  0-88415-857-8 )
11. Butan Propangasser
12. (i) David R. Lide, håndbok for kjemi og fysikk , 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 tabell 3.1 i vedlegg VI til EF-forskrift nr. 1272/2008 (16. desember 2008)
14. "  Propan  " i databasen over kjemiske produkter Reptox fra CSST (Quebec-organisasjonen som er ansvarlig for arbeidsmiljø og helse), åpnet 24. april 2009
15. "  Propan  " på hazmap.nlm.nih.gov (åpnet 14. november 2009 )
16. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Hoke, Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry , Hydrokarboner , Wiley-VCH Verlag,2000
17. Gasfrac bedriftsportal
18. Brino, A. og Albany, N. (2011), New Waterless Fracking Method Unngår forurensningsproblemer, men borere sakte å omfavne den [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 komparativ studie med Pt- og Pd-baserte katalysatorer , Applied Catalysis B: Environmental .
20. (e) Juan Pablo Hernández , Adriana Echavarría og Luz Amparo Palacio , “  Synthesis of to nye nikkel og kopper-nikkel-vanadater brukt for propan oksydativ dehydrogenering  ” , Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia ,Juni 2013( ISSN  0120-6230 , les online )
21. (en) "  Oksidativ dehydrogenering av propan med N2O over zeolitt Cr / FeZSM-5  " , Ing. konkurrere. , vol.  15,2013( les online )
22. (in) "  EFFEKT AV VANADIUM I KATALYSTER AVLATT FRA HYDROTALCITTLIKE MATERIALER I OXIDATIV DEHIDROGENASJON AV PROPAN  " , Revista Colombiana de Química ,2011( les online )
23. (en) "  PROMOTING EFFECT OF Mo ON Pd / g-Al2O3 SUPPORTED CATALYSTS IN THE OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF PROPANE  " , Dyna rev.fac.nac.minas ,2011( les online )
24. (in) Kinetiske studier av propanoksidasjon er Mo- og V-blandede oksydbaserte katalysatorer ,2011( les online )
25. (in) "  Reaksjonsnettverket i propanoksidasjonstrinn over rene MoVTeNb M1-oksydkatalysatorer  " , Journal of Catalysis , Vol.  311,2014, s.  369-385 ( les online )
26. (in) "  multifunksjonalitet av krystallinsk MoV (NBPT) M1-oksydkatalysatorer i selektiv oksidasjon av propan og benzylalkohol  " , ACS-katalyse ,2013, s.  1103-1113 ( les online )
27. (in) "  Surface chemistry of pure oxide phase M1 MoVTeNb Under drift i selektiv oksidasjon av propan til akrylsyre  " , Journal of Catalysis , Vol.  285,2012, s.  48-60 ( les online )
28. Produksjon av fyringsolje , på FioulMarket.fr (konsultert 23. august 2012)
29. Science et Vie , Vi vet hva jorden avgasser med hydrokarboner , nr .  1098, mars 2009, s.  34 .
30. Eva Gomez, "  Primagaz lanserer biopropan i Frankrike  " , på environnement-magazine.fr ,28. mars 2018.
31. Aurélie Barbaux, "  Primagaz lanserer biopropan i Frankrike  " ,28. mars 2018(åpnet 23. april 2019 ) .
32. "14. lovgiver" , på spørsmål.assemblee-nationale.fr
33. "  Total vil selge datterselskapet Totalgaz til Antargaz  " , på Les Echos ,3. juli 2014(åpnet 5. desember 2019 )

Se også

Eksterne linker

• (no) NIST Chemistry WebBook .
• Fransk komité for butanpropan .