Propane

équation[7] : $\rho =1.3757/0.27453^{(1+(1-T/369.83)^{0.29359})}$
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	−187,68	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 (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-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

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation

470 °C[5]

Point d’éclair

−104 °C[5]

Limites d’explosivité dans l’air

1,7–10,8 %vol
31–202 g m⁻³[5]

Pression de vapeur saturante

8,327 bar à 20 °C
10,8 bar à 30 °C
17,081 bar à 50 °C[5]

équation[7] : $P_{vs}=exp(59.078+{\frac {-3492.6}{T}}+(-6.0669)\times ln(T)+(1.0919E-5)\times T^{2})$
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	−187,68	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

Point critique

96,75 °C, 42,5 bar, 0,2 l⁻¹ mol⁻¹[8]

Point triple

1,685×10^-9 bar à −188,15 °C[8]

Vitesse du son

1 158 m s⁻¹ (liquide, −42,1 °C)[9]

Thermochimie

S⁰_{liquide, 1 bar}

171,0 J mol⁻¹ K⁻¹[8]

Δ_fH⁰_gaz

−104,7 kJ mol⁻¹[8]

Δ_fH⁰_liquide

−119,8 kJ mol⁻¹[8]

Δ_vapH°

16,25 kJ mol⁻¹ à 25 °C
18,774 kJ mol⁻¹ à −42,11 °C[8]

C_p

73,6 J mol⁻¹ K⁻¹ (25 °C, gaz)
98,36 J mol⁻¹ K⁻¹ (−43,15 °C, liquide)[8]

équation[10] : $C_{P}=(28.277)+(1.1600E-1)\times T+(1.9597E-4)\times T^{2}+(-2.3271E-7)\times T^{3}+(6.8669E-11)\times T^{4}$
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)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
100	−173,15	41 611	944
193	−80,15	56 387	1 279
240	−33,15	64 416	1 461
286	12,85	72 498	1 644
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_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
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
1 313	1 039,85	195 765	4 440
1 360	1 086,85	198 049	4 491
1 406	1 132,85	200 322	4 543
1 453	1 179,85	202 772	4 598
1 500	1 226,85	205 450	4 659

PCS

2 195,9 kJ mol⁻¹[11]

PCI

2 028,37 kJ mol⁻¹[11]

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

10,95 ± 0,05 eV (gaz)[12]

Précautions

SGH[13]

Danger

H220

SIMDUT[14]

A, B1,

NFPA 704

Symbole NFPA 704.

Transport

23
1075

23
1965

23
1978

Écotoxicologie

LogP

2,36[1]

Seuil de l’odorat

bas : 12 225 ppm
haut : 20 005 ppm[15]

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Il est essentiellement aujourd'hui dérivé d'autres produits pétroliers par des processus de thermochimie de gaz ou de pétrole, mais commence aussi à être dérivé du biogaz. Il est couramment utilisé comme source d'énergie chimique par combustion dans les moteurs à combustion interne, chaudières, barbecue.

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

Utilisation

Le propane est principalement utilisé comme combustible et carburant (c'est le principal composant du gaz de pétrole liquéfié).

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

la production de l'éthylène et du propène au moyen du vapocraquage ;
dans la synthèse du tétrachloroéthylène et du tétrachlorométhane par chlorolyse ;
(depuis peu) pour synthétiser (par conversion catalysée sur zéolithe) du benzène, du toluène et du xylène[16] ;
(depuis peu) en alternative ou complément à la fracturation hydraulique pour la fracturation et la stimulation de roches-réservoir afin d'en extraire du gaz naturel (gaz de schiste) selon une méthode développée par GasFrac[17], une petite compagnie gazière basée à Calgary (Alberta), spécialisée dans la fracturation hydraulique, qui cherchait une solution aussi efficace, mais moins consommatrice d'eau[18]. Le propane (on utilise aussi parfois de l'azote, ou un mélange de gaz) s'insinue mieux et plus loin dans les microfissures de la roche, et en ressort plus facilement que l'eau. C'est cependant un fluide beaucoup plus dangereux à manipuler que l'eau.

Une oxydation catalytique est possible en utilisant du platine ou du palladium comme catalyseurs[19]. Parce que le propane est une matière première bon marché et abondante, son oxydation sélective en monomères (propylène[20] - [21] - [22] - [23], acide acrylique[24] - [25] - [26] - [27]) est étudiée intensivement.

Propriétés physico-chimiques

Le propane est un gaz plus dense que l'air (1,5 fois) dans les conditions 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 à 780–800 °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 du méthane ou de l'hydrogène. La présence de liaisons C-C crée des résidus organiques en plus de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone. Ces produits rendent la flamme visible.

Production et synthèse

Le propane est principalement issu de la purification du gaz naturel ou de la séparation des gaz de pétrole liquéfiés (propane et butane) provenant de la distillation du pétrole brut[28] - [16].

Effets sur le climat

La Terre 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.

Il est important de noter que le propane n'est pas considéré comme un gaz à effet de serre (GES), alors que le méthane l'est. Par conséquent, l'effet sur le climat du propane est limité à l'effet du dioxyde de carbone et autres GES émis par sa combustion et sa production. 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.

Biopropane

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

Dans le cas de la première raffinerie européenne de Neste à Rotterdam, il s'agit d'un coproduit de la production du biodiesel 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 et huile de palme qui constituent les 32 % restants du mélange)[30]) - [31].

Selon les analyses de cycle de vie commandées par Primagaz (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 certains éco-quartiers habitats sociaux en projet. Tout le territoire, dont les 27 000 communes non desservies par le réseau gazier, y aura potentiellement accès. En outre, une bouteille de gaz biopropane est prévue avant la fin 2018. En 2018, Primagaz envisage d'intégrer 8 % de biopropane dans le GPL de 1 750 stations françaises, mais n'importera en 2020 que 3 % de ses ventes[31].

Économie

Bouteilles de propane à recycler au centre de traitement de Silao, 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 un oligopole[32] entre Antargaz (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 de fioul, mais le propane est une énergie plus propre à consommer lors de sa combustion.

Notes et références

PROPANE, Fiches internationales de sécurité chimique
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 9-50.
D. Lide, Handbook of Chemistry, 2004-2005.
Entrée « Propane » dans la base de données de produits chimiques GESTIS de la IFA (organisme allemand responsable de la sécurité et de la santé au travail) (allemand, anglais), accès le 20 avril 2009 (JavaScript nécessaire).
(en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
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(en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams : Organic Compounds C8 to C28, vol. 1, Huston, Texas, Gulf Pub., 1996, 396 p. (ISBN 0-88415-857-8).
Les gaz Butane Propane
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205.
Numéro index 601-003-00-5 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008).
« Propane » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
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« 14ème législature », sur questions.assemblee-nationale.fr
« Total va céder sa filiale Totalgaz à Antargaz », sur Les Echos, 3 juillet 2014 (consulté le 5 décembre 2019)

Voir aussi

Liens externes

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