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Propane

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Propane

Molécule de propane.
Identification
Nom UICPApropane
Synonymes

n-propane
diméthylméthane
R290

No CAS74-98-6
NoECHA100.000.753
No CE200-827-9
PubChem6334
SMILES
InChI
InChI :vue 3D
InChI=1S/C3H8/c1-3-2/h3H2,1-2H3
Apparencegaz comprimé liquéfié, inodore, incolore[1]
Propriétés chimiques
FormuleC3H8  [Isomères]
Masse molaire[3]44,095 6 ± 0,003 g/mol
C 81,71 %, H 18,29 %,
Moment dipolaire0,084 ± 0,001 D[2]
Propriétés physiques
T° fusion−187,63 °C[4],[5]
T° ébullition−42,1 °C[5]
Solubilité75 mg l−1 (eau,20 °C)[5]
Paramètre de solubilité δ13,1 MPa1/2 (25 °C)[6]
Masse volumique2,009 8 kg m−3 (0 °C,1 015 mbar, gaz)
0,581 2 kg l−1 (−42,1 °C,1 015 mbar, liquide)[5]

équation[7] :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})}}
Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 85,47 à 369,83 K.
Valeurs calculées :
0,49106 g·cm-3 à 25 °C.

T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
85,47−187,6816,5830,73126
104,43−168,7216,189570,71391
113,91−159,2415,989190,70508
123,38−149,7715,786070,69612
132,86−140,2915,580040,68703
142,34−130,8115,370910,67781
151,82−121,3315,158470,66844
161,3−111,8514,942470,65892
170,78−102,3714,722650,64922
180,26−92,8914,498710,63935
189,74−83,4114,27030,62928
199,21−73,9414,037040,61899
208,69−64,4613,798480,60847
218,17−54,9813,55410,5977
227,65−45,513,303310,58664
T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
237,13−36,0213,04540,57526
246,61−26,5412,779510,56354
256,09−17,0612,504640,55142
265,56−7,5912,219530,53884
275,041,8911,922630,52575
284,5211,3711,611980,51205
29420,8511,284990,49763
303,4830,3310,938220,48234
312,9639,8110,566860,46597
322,4449,2910,163850,4482
331,9258,779,718130,42854
341,3968,249,210550,40616
350,8777,728,602360,37934
360,3587,27,787630,34341
369,8396,685,0110,22097

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation470 °C[5]
Point d’éclair−104 °C[5]
Limites d’explosivité dans l’air1,7–10,8 %vol
31–202 g m−3[5]
Pression de vapeur saturante8,327 bar à20 °C
10,8 bar à30 °C
17,081 bar à50 °C[5]

équation[7] :Pvs=exp(59.078+−3492.6T+(−6.0669)×ln(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})}
Pression en pascals et température en kelvins, de 85,47 à 369,83 K.
Valeurs calculées :
953 257,14 Pa à 25 °C.

T (K) T (°C) P (Pa)
85,47−187,680
104,43−168,720,09
113,91−159,240,84
123,38−149,775,6
132,86−140,2927,68
142,34−130,81107,93
151,82−121,33348,17
161,3−111,85962,5
170,78−102,372 343,18
180,26−92,895 132,18
189,74−83,4110 286,81
199,21−73,9419 129,02
208,69−64,4633 371,48
218,17−54,9855 119,11
227,65−45,586 848,72
T (K) T (°C) P (Pa)
237,13−36,02131 373
246,61−26,54191 796,36
256,09−17,06271 469,9
265,56−7,59373 951,9
275,041,89502 978,37
284,5211,37662 446,88
29420,85856 414,89
303,4830,331 089 113,33
312,9639,811 364 974,76
322,4449,291 688 675,49
331,9258,772 065 190,71
341,3968,242 499 861,99
350,8777,722 998 476,33
360,3587,23 567 356,92
369,8396,684 213 500
P=f(T)
Point critique96,75 °C,42,5 bar, 0,2 l−1 mol−1[8]
Point triple1,685×10-9 bar à−188,15 °C[8]
Vitesse du son1 158 m s−1 (liquide,−42,1 °C)[9]
Thermochimie
S0liquide, 1 bar171,0 J mol−1 K−1[8]
ΔfH0gaz−104,7 kJ mol−1[8]
ΔfH0liquide−119,8 kJ mol−1[8]
ΔvapH°16,25 kJ mol−1 à25 °C
18,774 kJ mol−1 à−42,11 °C[8]
Cp73,6 J mol−1 K−1 (25 °C, gaz)
98,36 J mol−1 K−1 (−43,15 °C, liquide)[8]

équation[10] :CP=(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}}
Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 100 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
74,658 J·mol-1·K-1 à 25 °C.

T
(K)		T
(°C)		Cp
(Jkmol×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}		Cp
(Jkg×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
100−173,1541 611944
193−80,1556 3871 279
240−33,1564 4161 461
28612,8572 4981 644
33359,8580 8871 834
380106,8589 3182 026
426152,8597 5282 212
473199,85105 8002 399
520246,85113 8872 583
566292,85121 5652 757
613339,85129 1172 928
660386,85136 3283 092
706432,85143 0223 243
753479,85149 4613 389
800526,85155 4773 526
T
(K)		T
(°C)		Cp
(Jkmol×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}		Cp
(Jkg×K){\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
846572,85160 9433 650
893619,85166 0923 767
940666,85170 8043 873
986712,85175 0053 969
1 033759,85178 8974 057
1 080806,85182 4124 137
1 126852,85185 5214 207
1 173899,85188 4034 273
1 220946,85191 0384 332
1 266992,85193 4354 387
1 3131 039,85195 7654 440
1 3601 086,85198 0494 491
1 4061 132,85200 3224 543
1 4531 179,85202 7724 598
1 5001 226,85205 4504 659
PCS2 195,9 kJ mol−1[11]
PCI2 028,37 kJ mol−1[11]
Propriétés électroniques
1reénergie d'ionisation10,95 ± 0,05 eV (gaz)[12]
Précautions
SGH[13]
SGH02 : InflammableSGH04 : Gaz sous pression
Danger
H220
H220 : Gaz extrêmement inflammable
SIMDUT[14]
A : Gaz compriméB1 : Gaz inflammable
A,B1,
NFPA 704

Symbole NFPA 704.

 
Transport
Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1075 : GAZ DE PÉTROLE LIQUÉFIÉS ; ou GAZ LIQUÉFIÉS DE PÉTROLE
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :
pictogramme ADR 2.1
2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);

Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1965 : HYDROCARBURES GAZEUX EN MÉLANGE LIQUÉFIÉ, N.S.A.
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :
pictogramme ADR 2.1
2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);

Code Kemler :
23 : gaz inflammable
Numéro ONU :
1978 : PROPANE
Classe :
2.1
Code de classification :
2F : Gaz liquéfié, inflammable ;
Étiquette :
pictogramme ADR 2.1
2.1 : Gaz inflammables (correspond aux groupes désignés par un F majuscule);
Écotoxicologie
LogP2,36[1]
Seuil de l’odoratbas :12 225 ppm
haut :20 005 ppm[15]
Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire.
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Lepropane est unalcane linéaire deformule C3H8. On parle debiopropane s'il est d'origine non fossile.

Dans les années 2020, l'essentiel de la production est dérivé d'autres produits pétroliers par des processus de thermochimie de gaz ou de pétrole, mais il peut être dérivé dubiogaz. Il est couramment utilisé comme source d'énergie chimique par combustion dans les moteurs à combustion interne, chaudières et barbecue.

Il est généralement vendu à l'état liquide, sous forme deGPL notamment (c'est l'un de ses constituants principaux). Un additif, l'éthanethiol, est utilisé comme odorant pour signaler les fuites éventuelles.

Utilisation

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Le propane est principalement utilisé comme combustible etcarburant (c'est le principal composant dugaz de pétrole liquéfié).

Dans l'industrie, il est également utilisé comme réactif pour :

Uneoxydation catalytique est possible en utilisant duplatine ou dupalladium commecatalyseurs[19]. Parce que le propane est une matière première bon marché et abondante, son oxydation sélective enmonomères (propylène[20],[21],[22],[23],acide acrylique[24],[25],[26],[27]) est étudiée intensivement.

Propriétés physico-chimiques

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Le propane est un gaz plus dense que l'air (1,5 fois) dans lesconditions normales de température et de pression, il forme donc des poches au sol dans une pièce remplie d'air. Il se décompose à partir d'une température supérieure à780–800 °C[5].

La combustion du propane est plus propre que celle de l'essence (grâce à son rapport H/C avantageux), mais significativement plus polluante que celle duméthane ou de l'hydrogène. La présence deliaisons C-C crée des résidus organiques en plus de la vapeur d'eau et dudioxyde de carbone. Ces produits rendent la flamme visible.

Production et synthèse

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Le propane est principalement issu de la purification dugaz naturel ou de laséparation des gaz de pétrole liquéfiés (propane etbutane) provenant de la distillation du pétrole brut[28],[16].

Effets sur le climat

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LaTerre en libère une mégatonne par an dans l'atmosphère[29]. Par comparaison la consommation mondiale de GPL et de ses dérivés s'élève à 275 Mt/an.

Le propane n'est pas considéré comme ungaz à effet de serre (GES), alors que leméthane l'est[réf. nécessaire]. Par conséquent, l'effet du propane sur le climat est limité à l'effet dudioxyde de carbone et autres GES émis par sa combustion et sa production[réf. nécessaire]. Dans le cas du méthane, il faut ajouter l'émission du gaz lui-même, par exemple par le bétail mais aussi par fuites à toutes les étapes de l'extraction à la consommation[réf. nécessaire].


Biopropane

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Des passages de cette section sont obsolètes ou annoncent des événements désormais passés.Améliorez-la oudiscutez-en.

Le biopropane est un gaz issu debiomasse, ayant la même composition chimique que le propane du commerce, donc à ne pas confondre avec leméthane.

Dans le cas de la première raffinerie européenne deNeste àRotterdam, il s'agit d'uncoproduit de la production dubiodiesel à partir de 68 % de déchets industriels (huiles de cuisson, résidus de graisse animale (provenant principalement d'Asie, mais aussi d’Europe et de France) et huiles végétales (colza ethuile de palme qui constituent les 32 % restants du mélange)[30]),[31].

Selon les analyses de cycle de vie commandées parPrimagaz (évaluée durant un an avec l'ADEME)« Le biopropane émet 60 g de CO2 équivalent/kWh [16,7 g/MJ], soit environ 78 % de moins que les énergies fossiles de référence […] 36 g de CO2 éq/kWh [10 g/MJ] sont dus à l’approvisionnement en biomasse, 22 g [6,1 g/MJ] à la fabrication, 0,5 g [0,14 g/MJ] au transport maritime et 1,5 g [0,42 g/MJ] à la distribution […] le fioul émet cinq fois plus de CO2 équivalent » que le biopropane, faisant de ce dernier « le combustible le moins émissif du marché […] Le biopropane de Primagaz est produit à Rotterdam en Hollande, par Neste, avec qui SHV Energy a conclu un partenariat d’exclusivité portant sur la production de 40 000 t de biopropane par an dès 2018 »[30]. La moitié des projets de construction de maisons individuelles desservies par Primagaz le seront en biopropane dès 2019 selon Primagaz, de même, probablement, que certainséco-quartiershabitats sociaux en projet. Tout le territoire, dont les 27 000 communes non desservies par le réseau gazier, y aura potentiellement accès. En outre, unebouteille de gaz biopropane est prévue avant la fin 2018. En 2018, Primagaz envisage d'intégrer 8 % de biopropane dans leGPL de 1 750 stations françaises, mais n'importera en 2020 que 3 % de ses ventes[31].

Économie

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Bouteilles de propane à recycler au centre de traitement deSilao, Mexique. Mai 2017.

Le propane est utilisé dans des citernes, aériennes ou enterrées, et remplies une ou plusieurs fois par an par des fournisseurs, appelés propaniers. La citerne est généralement mise à disposition gratuitement en échange d'un engagement sur plusieurs années.

En France, le marché du gaz propane est unoligopole[32] entreAntargaz (Anciennement Antargaz-Finagaz[33]),Butagaz,Primagaz et, dans une moindre mesure,Vitogaz.

Les fournisseurs facilitent l'accès au gaz en installant des citernes dans les logements qui ne sont pas reliés au gaz de ville (gaz naturel). Il existe aussi des citernes defioul, mais le propane est une énergie plus propre à consommer lors de sa combustion.

Notes et références

[modifier |modifier le code]
  1. ↑a etbPROPANE,Fiches internationales de sécurité chimique
  2. ↑(en) David R.Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,,89e éd., 2736 p.(ISBN 9781420066791,présentation en ligne),p. 9-50.
  3. ↑Masse molaire calculée d’après« Atomic weights of the elements 2007 », surwww.chem.qmul.ac.uk.
  4. ↑D. Lide,Handbook of Chemistry, 2004-2005.
  5. ↑abcdefgh etiEntrée « Propane » dans la base de données de produits chimiquesGESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand,anglais), accès le 20 avril 2009(JavaScript nécessaire).
  6. ↑(en) James E. Mark,Physical Properties of Polymer Handbook, Springer,,2e éd., 1076 p.(ISBN 978-0-387-69002-5 et0-387-69002-6,lire en ligne),p. 294
  7. ↑a etb(en) Robert H.Perry et Donald W.Green,Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill,,7e éd., 2400 p.(ISBN 0-07-049841-5),p. 2-50
  8. ↑abcdef etg« Propane », surnist.gov(consulté le).
  9. ↑(en) William M.Haynes,CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,1er juillet 2010,91e éd., 2610 p.(ISBN 9781439820773,présentation en ligne),p. 14-40.
  10. ↑(en) Carl L. Yaws,Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28,vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub.,, 396 p.(ISBN 0-88415-857-8).
  11. ↑a etbLes gaz Butane Propane
  12. ↑(en) David R.Lide,CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis,,89e éd., 2736 p.(ISBN 9781420066791,présentation en ligne),p. 10-205.
  13. ↑Numéro index601-003-00-5 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI durèglement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008).
  14. ↑« Propane » dans la base de données de produits chimiquesReptox de laCSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  15. ↑« Propane », surhazmap.nlm.nih.gov(consulté le).
  16. ↑a etbKarl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer et Hartmut Höke,Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,Hydrocarbons, Wiley-VCH Verlag,
  17. ↑Portail de l'entreprise Gasfrac
  18. ↑Brino, A. et Albany, N. (2011),New Waterless Fracking Method Avoids Pollution Problems, But Drillers Slow to Embrace It[PDF], Insideclimatenews.org., 5 p.
  19. ↑Tang, W., Xiao, W., Wang, S., Ren, Z., Ding, J. et Gao, P. X. (2018),Boosting catalytic propane oxidation over PGM-free Co 3 O 4 nanocrystal aggregates through chemical leaching: A comparative study with Pt and Pd based catalysts,Applied Catalysis B: Environmental.
  20. ↑(es) Juan PabloHernández, AdrianaEchavarría et Luz AmparoPalacio, « Synthesis of two new Nickel and Copper- Nickel vanadates used for propane oxidative dehydrogenation »,Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia,‎(ISSN 0120-6230,lire en ligne)
  21. ↑(en) « Oxidative dehydrogenation of propane with N2O over zeolite Cr/FeZSM-5 »,Ing. compet.,vol. 15,‎(lire en ligne)
  22. ↑(en) « EFFECT OF VANADIUM IN CATALYSTS DERIVED FROM HYDROTALCITE-LIKE MATERIALS IN OXIDATIVE DEHIDROGENATION OF PROPANE »,Revista Colombiana de Química,‎(lire en ligne)
  23. ↑(en) « PROMOTING EFFECT OF Mo ON Pd / γ-Al2O3 SUPPORTED CATALYSTS IN THE OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF PROPANE »,Dyna rev.fac.nac.minas,‎(lire en ligne[PDF])
  24. ↑(en)Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts,(lire en ligne)
  25. ↑(en) « The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts »,Journal of Catalysis,vol. 311,‎,p. 369-385(lire en ligne)
  26. ↑(en) « Multifunctionality of Crystalline MoV(TeNb) M1 Oxide Catalysts in Selective Oxidation of Propane and Benzyl Alcohol »,ACS Catalysis,‎,p. 1103-1113(lire en ligne)
  27. ↑(en) « Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid »,Journal of Catalysis,vol. 285,‎,p. 48-60(lire en ligne)
  28. ↑La fabrication du fioul, sur FioulMarket.fr (consulté le 23 août 2012).
  29. ↑Science et Vie,On sait ce que la Terre dégaze d’hydrocarbures,no 1098, mars 2009,p. 34.
  30. ↑a etbEva Gomez, « Primagaz lance le biopropane en France », surenvironnement-magazine.fr,.
  31. ↑a etbAurélie Barbaux, « Primagaz lance le biopropane en France »,(consulté le).
  32. ↑« 14ème législature », surquestions.assemblee-nationale.fr
  33. ↑« Total va céder sa filiale Totalgaz à Antargaz », surLes Echos,(consulté le)

Voir aussi

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Articles connexes

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Liens externes

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Articles liés
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