Propan
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| Bezeichnungen | |||
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| Bevorzugter IUPAC-Name
Propan | |||
| Systematische IUPAC-Bezeichnung
Tricarban (nie empfohlen) | |||
| Bezeichnungen | |||
3D-Modell (JSmol)
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Beilstein-Referenz
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1730718 | ||
| ChEBI | |||
| ChEMBL | |||
| ChemSpider | |||
| EC-Nummer |
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Gmelin-Referenz
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25044 | ||
| KEGG | |||
PubChem CID
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| RTECS-Nummer |
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| UNII | |||
| UN-Nummer | 1978 | ||
InChI
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SMILES
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| Eigenschaften | |||
Chemische Formel
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C3H8 | ||
| Molare Masse | 44,097 g-mol-1 | ||
| Erscheinungsbild | Farbloses Gas | ||
| Geruch | Geruchlos | ||
| Dichte | 2,0098 kg/m3 (bei 0 °C, 101,3 kPa) | ||
| Schmelzpunkt | -187,7 °C; -305,8 °F; 85,5 K | ||
| Siedepunkt | -42,25 bis -42,04 °C; -44,05 bis -43,67 °F; 230,90 bis 231,11 K | ||
Löslichkeit in Wasser
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47 mg⋅L-1 (bei 0 °C) | ||
| log P | 2.236 | ||
| Dampfdruck | 853,16 kPa (bei 21,1 °C (70,0 °F)) | ||
Henry'sches Gesetz
Konstante (kH) |
15 nmol⋅Pa-1⋅kg-1 | ||
| Konjugierte Säure | Propan | ||
Magnetische Suszeptibilität (χ)
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-40,5 × 10-6 cm3/mol | ||
Dipolmoment
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0.083 D | ||
| Thermochemie | |||
Wärmekapazität (C)
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73,60 J⋅K-1⋅mol-1 | ||
Std. Bildungsenthalpie
Bildung (ΔfH⦵298) |
-105,2-104,2 kJ⋅mol-1 | ||
Std. Bildungsenthalpie
Verbrennung (ΔcH⦵298) |
-2,2197-2,2187 MJ⋅mol-1 | ||
| Gefahren | |||
| GHS-Kennzeichnung: | |||
Piktogramme
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Signalwort
|
Gefahr | ||
Gefahrenhinweise
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H220 | ||
Sicherheitshinweise
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P210 | ||
| NFPA 704 (Feuerdiamant) |  
2
4
0 | ||
| Flammpunkt | -104 °C (-155 °F; 169 K) | ||
Selbstentzündung
temperatur |
470 °C (878 °F; 743 K) | ||
| Explosionsgrenzen | 2.37–9.5% | ||
| NIOSH (US-Grenzwerte für Gesundheitsgefährdung): | |||
PEL (Zulässig)
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TWA 1000 ppm (1800 mg/m3) | ||
REL (Empfohlen)
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TWA 1000 ppm (1800 mg/m3) | ||
IDLH (Unmittelbare Gefahr)
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2100 ppm | ||
| Verwandte Verbindungen | |||
Verwandte Alkane
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Verwandte Verbindungen
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Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Stoffe in ihrem Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Infobox Referenzen
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Propan (/ˈproʊpeɪn/) ist ein Drei-Kohlenstoff-Alkan mit der Summenformel C3H8. Bei Standardtemperatur und -druck ist es gasförmig, lässt sich jedoch zu einer transportfähigen Flüssigkeit komprimieren. Es ist ein Nebenprodukt der Erdgasverarbeitung und der Erdölraffinierung und wird häufig als Kraftstoff in Haushalten und in der Industrie sowie in emissionsarmen öffentlichen Verkehrsmitteln verwendet. Es wurde 1857 von dem französischen Chemiker Marcellin Berthelot entdeckt und war ab 1911 in den USA kommerziell erhältlich. Propan gehört zu einer Gruppe von Flüssiggasen (LP-Gase). Zu den anderen gehören Butan, Propylen, Butadien, Butylen, Isobutylen und Mischungen davon. Propan hat eine geringere volumetrische Energiedichte, aber eine höhere gravimetrische Energiedichte und verbrennt sauberer als Benzin und Kohle. ⓘ
Propangas ist eine beliebte Wahl für Grills und tragbare Öfen, da es aufgrund seines niedrigen Siedepunkts von -42 °C in unter Druck stehenden Flüssigkeitsbehältern verdampft (2 Phasen). Propangas treibt Busse, Gabelstapler, Taxis, Außenbordmotoren für Boote und Eisbearbeitungsmaschinen an und wird zum Heizen und Kochen in Wohnmobilen und Wohnwagen verwendet. ⓘ
Propan ist ein farbloses brennbares Gas und gehört zu den Kohlenwasserstoffen. Es steht in der homologen Reihe der Alkane an dritter Stelle. ⓘ
Geschichte
Propan wurde 1857 von dem französischen Chemiker Marcellin Berthelot entdeckt. 1864 wurde es von Edmund Ronalds in leichtem Rohöl aus Pennsylvania gelöst gefunden. Walter O. Snelling vom U.S. Bureau of Mines wies 1910 darauf hin, dass es ein flüchtiger Bestandteil von Benzin ist, was der Beginn der Propanindustrie in den Vereinigten Staaten war. Die Flüchtigkeit dieser leichteren Kohlenwasserstoffe führte dazu, dass sie wegen des hohen Dampfdrucks von nicht raffiniertem Benzin als "wild" bezeichnet wurden. Am 31. März 1912 berichtete die New York Times über Snellings Arbeit mit Flüssiggas: "Eine Stahlflasche enthält genug Gas, um ein normales Haus drei Wochen lang zu beleuchten". ⓘ
In dieser Zeit entwickelte Snelling in Zusammenarbeit mit Frank P. Peterson, Chester Kerr und Arthur Kerr Verfahren zur Verflüssigung der Flüssiggase bei der Raffination von Benzin. Gemeinsam gründeten sie die American Gasol Co. und damit den ersten kommerziellen Vermarkter von Propan. Snelling hatte bereits 1911 relativ reines Propan hergestellt, und am 25. März 1913 wurde sein Verfahren zur Verarbeitung und Herstellung von Flüssiggas mit dem Patent Nr. 1.056.845 ausgezeichnet. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Flüssiggas durch Kompression wurde von Frank Peterson entwickelt und am 2. Juli 1912 patentiert. ⓘ
In den 1920er Jahren stieg die Produktion von Flüssiggas an. 1922 wurde erstmals eine Produktion von 223.000 US-Gallonen (840 m3) verzeichnet. Im Jahr 1927 erreichte die jährliche vermarktete LP-Gas-Produktion 1 Million US-Gallonen (3.800 m3), und bis 1935 hatte der jährliche Verkauf von LP-Gas 56 Millionen US-Gallonen (210.000 m3) erreicht. Zu den wichtigsten Entwicklungen in der Branche in den 1930er Jahren gehörten die Einführung des Eisenbahntransports in Kesselwagen, die Odorierung von Gas und der Bau lokaler Flaschenabfüllanlagen. Das Jahr 1945 markierte das erste Jahr, in dem der jährliche LP-Gasabsatz eine Milliarde Gallonen erreichte. 1947 waren 62 % aller US-Haushalte entweder mit Erdgas oder Propan zum Kochen ausgestattet. ⓘ
Im Jahr 1950 wurden 1.000 mit Propan betriebene Busse von der Chicago Transit Authority bestellt, und bis 1958 erreichte der Absatz in den USA 7 Milliarden US-Gallonen (26.000.000 m3) jährlich. Im Jahr 2004 wurde berichtet, dass es sich um eine wachsende Industrie mit einem Umsatz von 8 bis 10 Milliarden Dollar handelt, wobei jährlich über 15 Milliarden US-Gallonen (57.000.000 m3) Propan in den USA verwendet werden. ⓘ
Die Wurzel "prop-", die in "Propan" und den Namen anderer Verbindungen mit drei Kohlenstoffketten zu finden ist, wurde von "Propionsäure" abgeleitet, die wiederum nach den griechischen Wörtern protos (zuerst) und pion (Fett) benannt wurde. ⓘ
Während der COVID-19-Pandemie kam es in den Vereinigten Staaten zu einer Propanknappheit. ⓘ
Quellen
Propan entsteht als Nebenprodukt zweier anderer Prozesse, der Erdgasverarbeitung und der Erdölraffination. Bei der Verarbeitung von Erdgas werden Butan, Propan und große Mengen Ethan aus dem Rohgas entfernt, um die Kondensation dieser flüchtigen Stoffe in den Erdgasleitungen zu verhindern. Außerdem fällt in Erdölraffinerien etwas Propan als Nebenprodukt beim Cracken von Erdöl zu Benzin oder Heizöl an. ⓘ
Da Propan als Nebenprodukt anfällt, kann das Angebot nicht ohne weiteres an die steigende Nachfrage angepasst werden. Etwa 90 % des Propans in den USA wird im Inland produziert. Die Vereinigten Staaten importieren etwa 10 % des jährlich verbrauchten Propans, wobei etwa 70 % davon über Pipelines und per Bahn aus Kanada kommen. Die restlichen 30 % des importierten Propans kommen über den Seeweg aus anderen Quellen in die Vereinigten Staaten. ⓘ
Nach der Abtrennung vom Rohöl wird das nordamerikanische Propan in riesigen Salzkavernen gelagert. Beispiele hierfür sind Fort Saskatchewan, Alberta, Mont Belvieu, Texas, und Conway, Kansas. Diese Salzkavernen können 80.000.000 Barrel (13.000.000 m3) Propan speichern. ⓘ
Eigenschaften und Reaktionen
Propan ist ein farbloses, geruchloses Gas. Bei Normaldruck verflüssigt es sich unterhalb seines Siedepunkts bei -42 °C und erstarrt unterhalb seines Schmelzpunkts bei -187,7 °C. Propan kristallisiert in der Raumgruppe P21/n. Die geringe Raumfüllung von 58,5 % (bei 90 K), die auf die schlechten Stapelungseigenschaften des Moleküls zurückzuführen ist, ist der Grund für den besonders niedrigen Schmelzpunkt. ⓘ
Propan unterliegt Verbrennungsreaktionen in ähnlicher Weise wie andere Alkane. In Gegenwart von überschüssigem Sauerstoff verbrennt Propan unter Bildung von Wasser und Kohlendioxid. Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O + Wärme }} Wenn nicht genügend Sauerstoff für eine vollständige Verbrennung vorhanden ist, bilden sich auch Kohlenmonoxid, Ruß (Kohlenstoff) oder beides: Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{C3H8 + 9/2 O2 -> 2 CO2 + CO + 4 H2O + Wärme }} Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \ce{C3H8 + 2 O2 -> 3 C + 4 H2O + Wärme }} Bei der vollständigen Verbrennung von Propan entstehen etwa 50 MJ/kg Wärme. ⓘ
Die Verbrennung von Propan ist viel sauberer als die von Kohle oder bleifreiem Benzin. Die CO2-Produktion von Propan pro BTU ist fast so gering wie die von Erdgas. Propan verbrennt heißer als Heizöl oder Dieselkraftstoff, da es einen sehr hohen Wasserstoffgehalt aufweist. Das Vorhandensein von C-C-Bindungen sowie die Mehrfachbindungen von Propylen und Butylen erzeugen bei der typischen Verbrennung neben Kohlendioxid und Wasserdampf auch organische Abgase. Diese Bindungen bewirken auch, dass Propan mit einer sichtbaren Flamme brennt. ⓘ
Energiegehalt
Die Verbrennungsenthalpie von Propangas, bei der alle Produkte in den Standardzustand zurückkehren, z. B. wenn Wasser bei Standardtemperatur in seinen flüssigen Zustand zurückkehrt (bekannt als höherer Heizwert), beträgt (2219,2 ± 0,5) kJ/mol oder (50,33 ± 0,01) MJ/kg. ⓘ
Die Verbrennungsenthalpie von Propangas, bei dem die Produkte nicht in den Normzustand zurückkehren, z. B. wenn die heißen Gase einschließlich Wasserdampf aus einem Schornstein austreten, (bekannt als unterer Heizwert) beträgt -2043,455 kJ/mol. Der untere Heizwert ist die Wärmemenge, die bei der Verbrennung des Stoffes zur Verfügung steht, wenn die Verbrennungsprodukte an die Atmosphäre abgegeben werden, z. B. die Wärme aus einem Kamin, wenn der Schornstein offen ist. ⓘ
Dichte
Die Dichte von Propangas bei 25 °C (77 °F) beträgt 1,808 kg/m3, was etwa dem 1,5-fachen der Dichte von Luft bei der gleichen Temperatur entspricht. Die Dichte von flüssigem Propan bei 25 °C (77 °F) beträgt 0,493 g/cm3, was 4,11 Pfund pro US-Flüssiggallone oder 493 g/L entspricht. Propan dehnt sich um 1,5 % pro 10 °F aus. Somit hat flüssiges Propan eine Dichte von etwa 4,2 Pfund pro Gallone (504 g/L) bei 15,6 °C (60 °F). ⓘ
Da sich die Dichte von Propan mit der Temperatur ändert, muss diese Tatsache immer dann berücksichtigt werden, wenn die Anwendung mit Sicherheits- oder eichpflichtigen Vorgängen verbunden ist. ⓘ
Verwendungen
Tragbare Öfen
Propan wird gerne für Grills und tragbare Öfen verwendet, da es aufgrund seines niedrigen Siedepunkts von -42 °C (-44 °F) verdampft, sobald es aus seinem unter Druck stehenden Behälter entnommen wird. Daher ist kein Vergaser oder eine andere Verdampfungsvorrichtung erforderlich; eine einfache Dosierdüse reicht aus. ⓘ
Kälteträger
Gemische aus reinem, trockenem "Isopropan" (R-290a) (Isobutan/Propan-Gemische) und Isobutan (R-600a) können als umlaufendes Kältemittel in entsprechend konstruierten Verdichter-Kälteanlagen verwendet werden. Im Vergleich zu Fluorkohlenwasserstoffen hat Propan ein vernachlässigbares Ozonabbaupotenzial und ein sehr geringes Treibhauspotenzial (mit einem Wert, der nur das 3,3-fache des GWP von Kohlendioxid beträgt) und kann als funktioneller Ersatz für R-12, R-22, R-134a und andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder teilhalogenierte Fluorkohlenwasserstoffe in herkömmlichen stationären Kälte- und Klimaanlagen dienen. Da seine Treibhauswirkung weitaus geringer ist als die der derzeitigen Kältemittel, wurde Propan als eines von fünf Ersatzkältemitteln ausgewählt, die 2015 von der EPA für die Verwendung in Systemen zugelassen wurden, die speziell für seine Entflammbarkeit ausgelegt sind. ⓘ
Eine derartige Substitution ist in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge weitgehend verboten oder es wird davon abgeraten, da die Verwendung brennbarer Kohlenwasserstoffe in Systemen, die ursprünglich für nicht brennbare Kältemittel ausgelegt waren, ein erhebliches Brand- oder Explosionsrisiko darstellt. ⓘ
Verkäufer und Befürworter von Kohlenwasserstoff-Kältemitteln argumentieren gegen solche Verbote mit der Begründung, dass es im Verhältnis zur Zahl der mit Kohlenwasserstoff gefüllten Fahrzeugklimaanlagen nur sehr wenige derartige Vorfälle gegeben hat. ⓘ
Propan spielt auch eine wichtige Rolle bei der netzunabhängigen Kühlung, da es als Energiequelle für Gasabsorptionskühlschränke dient und häufig für Camping- und Freizeitfahrzeuge verwendet wird. ⓘ
Als Kältemittel hat es die Bezeichnung R-290 und wird in Kühlgeräten und Wärmepumpen eingesetzt. In Australien wird Propan schon in über 1.000.000 Auto-Klimaanlagen eingesetzt. Propan hat ein niedriges Treibhauspotenzial (das 3,3fache der gleichen Menge Kohlenstoffdioxid), kein Ozonabbaupotential und kann als Ersatz für R-12, R-22, R-134a und andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe dienen. Alte Anlagen dürfen aber nicht einfach mit Propan gefüllt werden, da es brennbar ist. Für Propananlagen sind eigene Sicherheitsvorschriften zu erfüllen. ⓘ
Haushalts- und Industriebrennstoff
Da es leicht transportiert werden kann, ist es ein beliebter Brennstoff für die Beheizung von Häusern und die Reserve-Stromerzeugung in dünn besiedelten Gebieten, in denen es keine Erdgaspipelines gibt. ⓘ
In ländlichen Gebieten Nordamerikas sowie im Norden Australiens wird Propan zum Heizen von Viehzuchtanlagen, in Getreidetrocknern und anderen Wärme erzeugenden Geräten verwendet. Wenn es zum Heizen oder Trocknen von Getreide verwendet wird, wird es in der Regel in einer großen, fest installierten Flasche gelagert, die von einem Propan-Lieferwagen aufgefüllt wird. Im Jahr 2014 nutzten 6,2 Millionen amerikanische Haushalte Propan als primären Heizstoff. ⓘ
In Nordamerika füllen lokale Lieferfahrzeuge mit einer durchschnittlichen Flaschengröße von 3.000 US-Gallonen (11.000 l) große, fest auf dem Grundstück installierte Flaschen auf, oder andere Servicefahrzeuge tauschen leere Propangasflaschen gegen gefüllte Flaschen aus. Große Sattelschlepper mit einer durchschnittlichen Flaschengröße von 10.000 US-Gallonen (38.000 L) transportieren Propan von der Pipeline oder der Raffinerie zur örtlichen Flüssiggasanlage. Der Bobtail-Tankwagen ist keine Besonderheit auf dem nordamerikanischen Markt, auch wenn er anderswo nicht so verbreitet ist und die Fahrzeuge im Allgemeinen als Tankwagen bezeichnet werden. In vielen Ländern wird Propan in kleinen oder mittelgroßen Einzelflaschen an die Endverbraucher geliefert, während leere Flaschen zum Wiederauffüllen an einer zentralen Stelle entnommen werden. ⓘ
Es gibt auch gemeinschaftliche Propansysteme, bei denen eine zentrale Flasche die einzelnen Häuser versorgt. ⓘ
Treibstoff
In den USA verwenden über 190.000 Straßenfahrzeuge Propan, und über 450.000 Gabelstapler werden damit angetrieben. Nach Benzin und Dieselkraftstoff ist es der drittbeliebteste Kraftstoff für Fahrzeuge weltweit. In anderen Teilen der Welt wird das in Fahrzeugen verwendete Propan als Autogas bezeichnet. Im Jahr 2007 wurden weltweit etwa 13 Millionen Fahrzeuge mit Autogas betrieben. ⓘ
Der Vorteil von Propan in Autos ist sein flüssiger Zustand bei mäßigem Druck. Dies ermöglicht schnelle Nachfüllzeiten, eine kostengünstige Konstruktion der Kraftstoffflaschen und einen Preis, der in der Regel etwas mehr als die Hälfte des Preises von Benzin beträgt. Gleichzeitig ist es deutlich sauberer (sowohl in der Handhabung als auch bei der Verbrennung), führt zu geringerem Motorverschleiß (aufgrund von Kohlenstoffablagerungen), ohne das Motoröl zu verdünnen (wodurch sich die Ölwechselintervalle oft verlängern), und war bis vor kurzem in Nordamerika relativ kostengünstig. Die Oktanzahl von Propan ist mit 110 relativ hoch. In den Vereinigten Staaten ist die Infrastruktur für die Betankung von Propan von allen alternativen Kraftstoffen für Fahrzeuge am weitesten entwickelt. Viele umgerüstete Fahrzeuge haben die Möglichkeit, Propan aus "Grillflaschen" zu tanken. Speziell für diesen Zweck gebaute Fahrzeuge befinden sich oft in kommerziellen Flotten und verfügen über private Betankungsanlagen. Eine weitere Ersparnis für Betreiber von Propanfahrzeugen, vor allem in Fuhrparks, besteht darin, dass Diebstahl viel schwieriger ist als bei Benzin- oder Dieselkraftstoffen. ⓘ
Propan wird auch als Kraftstoff für kleine Motoren verwendet, insbesondere für solche, die in Innenräumen oder in Bereichen mit unzureichender Frischluft und Belüftung eingesetzt werden, um die giftigeren Abgase eines mit Benzin oder Diesel betriebenen Motors abzuführen. In jüngster Zeit werden auch Rasenpflegeprodukte wie Fadentrimmer, Rasenmäher und Laubbläser für den Außenbereich mit Propan betrieben, um die Luftverschmutzung zu verringern. ⓘ
Viele schwere Lastkraftwagen verwenden Propan als Treibstoff, der über den Turbolader zugeführt wird, um sich mit Dieseltröpfchen zu vermischen. Der sehr hohe Wasserstoffgehalt der Propantröpfchen trägt dazu bei, dass der Dieselkraftstoff heißer und damit vollständiger verbrennt. Dies führt zu mehr Drehmoment, mehr Leistung und einem saubereren Auspuff für den Lkw. Es ist normal, dass ein 7-Liter-Dieselmotor für mittelschwere Lkw den Kraftstoffverbrauch um 20 bis 33 Prozent erhöht, wenn ein Propan-Boost-System verwendet wird. Es ist billiger, weil Propan viel billiger ist als Dieselkraftstoff. Die längere Strecke, die ein Lkw-Fahrer mit einer vollen Ladung Diesel- und Propan-Kraftstoff zurücklegen kann, bedeutet, dass er bei einer Überlandfahrt zwei Tankstopps weniger einlegen muss, um die gesetzlichen Arbeitszeiten einzuhalten. Trucker, Traktorzugwettbewerbe und Landwirte nutzen in Nordamerika seit über vierzig Jahren ein Propan-Boost-System. ⓘ
Schiffsbrennstoff
Internationale Schiffe können Propan von Hochseeschiffen, die Flüssiggas transportieren, wiederverwenden, denn wenn die Sonne das Propan während der Fahrt verdampft, fängt das internationale Schiff das verdampfende Propangas auf und speist es in das Lufteinlasssystem der Schiffsdieselmotoren ein. Dadurch werden der Bunkerkraftstoffverbrauch und die von den Schiffen verursachte Umweltverschmutzung verringert. Es gibt ein internationales Abkommen, das die Verwendung von Propan oder CNG als obligatorischen Zusatz zum Bunkertreibstoff für alle Seeschiffe ab 2020 vorsieht. ⓘ
Propan wird im Allgemeinen in Stahlflaschen als Flüssigkeit mit einem Dampfraum über der Flüssigkeit gelagert und transportiert. Der Dampfdruck in der Flasche ist eine Funktion der Temperatur. Wenn gasförmiges Propan mit hoher Geschwindigkeit entnommen wird, führt die latente Verdampfungswärme, die zur Erzeugung des Gases erforderlich ist, zu einer Abkühlung der Flasche. (Aus diesem Grund kondensiert Wasser oft an den Seiten der Flasche und gefriert dann). Da leichtes, hochoktaniges Propan vor dem schwereren, niederoktanigen Propan verdampft, ändern sich die Zündeigenschaften beim Entleeren der Flasche. Aus diesen Gründen wird die Flüssigkeit häufig mit einem Tauchrohr entnommen. ⓘ
Andere Verwendungen
- Propan ist das wichtigste brennbare Gas in Lötbrennern zum Löten.
- Propan wird beim autogenen Erhitzen und Schneiden verwendet. Propan brennt im inneren Kegel nicht so heiß wie Acetylen und wird daher selten zum Schweißen verwendet. Propan hat jedoch eine sehr hohe BTU-Zahl pro Kubikfuß in seinem äußeren Kegel, so dass es mit dem richtigen Brenner (Injektor) einen schnelleren und saubereren Schnitt als Acetylen ausführen kann und zum Erhitzen und Biegen viel nützlicher ist als Acetylen.
- Propan wird als Ausgangsstoff für die Herstellung von petrochemischen Grundstoffen beim Steamcracken verwendet.
- Propan ist der Hauptbrennstoff für Heißluftballons.
- Es wird in der Halbleiterherstellung zur Abscheidung von Siliziumkarbid verwendet.
- Propan wird häufig in Freizeitparks und bei der Filmproduktion als preiswerter, energiereicher Brennstoff für Explosionen und andere Spezialeffekte verwendet.
- Propan wird als Treibstoff verwendet, wobei die Ausdehnung des Gases zum Abfeuern des Projektils genutzt wird. Das Gas wird dabei nicht entzündet. Durch die Verwendung von Flüssiggas können mehr Schüsse pro Zylinder abgegeben werden als mit komprimiertem Gas.
- Propan wird auch als Brennstoff zum Kochen verwendet.
- Propan wird als Treibmittel für viele Aerosolsprays im Haushalt verwendet, darunter Rasierschaum und Lufterfrischer.
- Propan ist ein vielversprechender Ausgangsstoff für die Herstellung von Propylen und Acrylsäure.
Verflüssigtes Propan wird bei der Gewinnung von tierischen Fetten und Pflanzenölen verwendet. ⓘ
Reinheit
Die nordamerikanische Standardsorte von Propan für die Verwendung in Kraftfahrzeugen ist als HD-5 (Heavy Duty 5%) eingestuft. HD-5 hat einen Butananteil von maximal 5 Prozent, aber das in Europa verkaufte Propan hat einen maximal zulässigen Butananteil von 30 Prozent, d. h. es ist nicht der gleiche Kraftstoff wie HD-5. Das in Asien und Australien als Autokraftstoff und Kochgas verwendete LPG hat ebenfalls einen sehr hohen Butananteil. ⓘ
Propylen (auch Propen genannt) kann ein Verunreinigungsstoff von handelsüblichem Propan sein. Propan, das zu viel Propen enthält, ist für die meisten Fahrzeugkraftstoffe nicht geeignet. HD-5 ist eine Spezifikation, die eine maximale Konzentration von 5 % Propen in Propan festlegt. Die Spezifikationen für Propan und andere Flüssiggase sind in ASTM D-1835 festgelegt. Alle Propankraftstoffe enthalten einen Geruchsstoff, fast immer Ethanethiol, damit das Gas im Falle eines Lecks leicht gerochen werden kann. Propan als HD-5 war ursprünglich für die Verwendung als Fahrzeugkraftstoff vorgesehen. HD-5 wird derzeit in allen Propananwendungen eingesetzt. ⓘ
In den Vereinigten Staaten und Kanada besteht LPG in der Regel hauptsächlich aus Propan (mindestens 90 %), während der Rest hauptsächlich aus Ethan, Propylen, Butan und Geruchsstoffen wie Ethylmercaptan besteht. Dies ist die HD-5-Norm (maximal zulässiger Propylengehalt und nicht mehr als 5 % Butan und Ethan), die von der American Society for Testing and Materials in ihrer Norm 1835 für Verbrennungsmotoren festgelegt wurde. Nicht alle als "LPG" gekennzeichneten Produkte entsprechen jedoch dieser Norm. In Mexiko beispielsweise kann Gas mit der Bezeichnung "LPG" aus 60 % Propan und 40 % Butan bestehen. "Der genaue Anteil dieser Kombination variiert von Land zu Land und hängt von den internationalen Preisen, der Verfügbarkeit von Komponenten und vor allem von den klimatischen Bedingungen ab, die in wärmeren Regionen LPG mit einem höheren Butangehalt und in kälteren Gebieten Propan begünstigen. ⓘ
Vergleich mit Erdgas
Propan wird in flüssiger Form (LPG) gekauft und gelagert. Es kann leicht auf relativ kleinem Raum gelagert werden. ⓘ
Im Vergleich dazu kann komprimiertes Erdgas (CNG) bei normalen Temperaturen nicht durch Kompression verflüssigt werden, da diese weit über seiner kritischen Temperatur liegen. Da es sich um ein Gas handelt, ist ein sehr hoher Druck erforderlich, um nützliche Mengen zu speichern. Dies birgt die Gefahr, dass eine CNG-Flasche bei einem Unfall wie jede andere Druckgasflasche (z. B. eine CO2-Flasche, die für eine Soda-Konzession verwendet wird) mit großer Kraft bersten oder so schnell auslaufen kann, dass sie zu einem selbstfahrenden Flugkörper wird. Aufgrund des großen Flaschenvolumens ist die Lagerung von CNG weit weniger effizient als die von Propan. Eine alternative Möglichkeit zur Speicherung von Erdgas ist die Lagerung als kryogene Flüssigkeit in einem isolierten Behälter als verflüssigtes Erdgas (LNG). Diese Form der Speicherung erfolgt bei niedrigem Druck und ist etwa 3,5 Mal so effizient wie die Speicherung als CNG. ⓘ
Im Gegensatz zu Propan verdampft und verflüchtigt sich CNG im Falle eines Lecks, da es leichter als Luft ist. ⓘ
Propan wird viel häufiger als Erdgas zur Betankung von Fahrzeugen verwendet, da die Kosten für die Ausrüstung geringer sind. Propan benötigt nur einen Druck von 1.220 Kilopascal (177 psi), um es bei 37,8 °C (100 °F) flüssig zu halten. ⓘ
Gefahren
Propan ist ein einfaches Erstickungsmittel. Im Gegensatz zu Erdgas ist Propan dichter als Luft. Es kann sich in niedrigen Räumen und in Bodennähe ansammeln. Wenn es als Inhalationsmittel missbraucht wird, kann es zu Hypoxie (Sauerstoffmangel), Lungenentzündung, Herzversagen oder Herzstillstand führen. Propan hat eine geringe Toxizität, da es nicht ohne weiteres absorbiert wird und biologisch nicht aktiv ist. Propan und seine Gemische, die üblicherweise unter Druck bei Raumtemperatur gelagert werden, verdampfen bei Atmosphärendruck schlagartig und kühlen weit unter den Gefrierpunkt von Wasser ab. Das kalte Gas, das aufgrund der aus der Luft kondensierenden Feuchtigkeit weiß erscheint, kann Erfrierungen verursachen. ⓘ
Propan ist dichter als Luft. Tritt ein Leck in einem Propan-Kraftstoffsystem auf, neigt das verdampfte Gas dazu, in einen geschlossenen Raum zu sinken, und stellt somit eine Explosions- und Brandgefahr dar. Das typische Szenario ist eine undichte Gasflasche, die in einem Keller gelagert wird; das austretende Propangas wandert über den Boden zur Zündflamme des Ofens oder des Warmwasserbereiters und führt zu einer Explosion oder einem Brand. Aufgrund dieser Eigenschaft ist Propan als Brennstoff für Boote generell ungeeignet. Im Jahr 2007 ereignete sich in Ghent, West Virginia, USA, eine heftig untersuchte dampfbedingte Explosion, bei der vier Menschen ums Leben kamen, der Lebensmittelladen Little General an der Flat Top Road vollständig zerstört wurde und es mehrere Verletzte gab. ⓘ
Eine weitere Gefahr, die mit der Lagerung und dem Transport von Propan verbunden ist, ist als BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) bekannt. Die Kingman-Explosion ereignete sich 1973 in einem Eisenbahntankwagen in Kingman, Arizona, USA, während eines Propantransports. Der Brand und die anschließenden Explosionen führten zu zwölf Todesopfern und zahlreichen Verletzten. ⓘ
Kosten für den Einzelhandel
Vereinigte Staaten
Im Oktober 2013 betrugen die Einzelhandelskosten für Propan etwa 2,37 $ pro Gallone oder etwa 25,95 $ pro 1 Million BTUs. Das bedeutet, dass das Füllen eines 500-Gallonen-Propantanks, den Haushalte, die Propan als Hauptenergiequelle nutzen, in der Regel benötigen, 948 Dollar kostet (80 % von 500 Gallonen oder 400 Gallonen), was einem Anstieg von 7,5 % gegenüber dem durchschnittlichen US-Winterpreis 2012-2013 entspricht. Die Propankosten pro Gallone unterscheiden sich jedoch von Bundesstaat zu Bundesstaat erheblich: Die Energy Information Administration (EIA) gibt für Oktober 2013 einen Durchschnittspreis von 2,995 $ pro Gallone an der Ostküste an, während der Wert für den Mittleren Westen im gleichen Zeitraum bei 1,860 $ lag. ⓘ
Im Dezember 2015 lag der Einzelhandelspreis für Propan bei etwa 1,97 $ pro Gallone. Das bedeutet, dass das Füllen eines 500-Gallonen-Propantanks mit einer Kapazität von 80 % 788 $ kostet, was einem Rückgang von 16,9 % oder 160 $ gegenüber dem in diesem Abschnitt genannten Preis vom November 2013 entspricht. Ähnliche regionale Preisunterschiede gibt es mit dem EIA-Wert vom Dezember 2015 für die Ostküste von 2,67 $ pro Gallone und für den Mittleren Westen von 1,43 $ pro Gallone. ⓘ
Im August 2018 lagen die durchschnittlichen US-Einzelhandelskosten für Propan bei etwa 2,48 $ pro Gallone. Der Großhandelspreis für Propan in den USA sinkt im Sommer immer, da die meisten Haushalte es nicht zum Heizen benötigen. Der Großhandelspreis für Propan lag im Sommer 2018 zwischen 86 Cent und 96 Cent pro US-Gallone, basierend auf einer LKW- oder Eisenbahnladung. Der Preis für das Heizen zu Hause ist genau doppelt so hoch; bei einem Großhandelspreis von 95 Cent pro Gallone lag der Preis für die Lieferung nach Hause bei 1,90 US-Dollar pro Gallone, wenn 500 Gallonen auf einmal bestellt wurden. Die Preise im Mittleren Westen sind immer billiger als in Kalifornien. Die Preise für die Lieferung nach Hause steigen immer gegen Ende August oder in den ersten Septembertagen, wenn die Leute anfangen, ihre Tanks zu Hause auffüllen zu lassen. ⓘ
Verwendung
Sonstiges
Propan ist möglicher Bestandteil des Treibgases in Sprühdosen (Lebensmittelzusatzstoff E 944) und Airsofts. Großtechnisch wird es zur Herstellung von Ethen und Propen verwendet. ⓘ
Lagerung
Propan wird unter Druck verflüssigt in Gasflaschen oder Tanks aus Metall oder Verbundwerkstoffen gelagert. Der Flascheninnendruck wird ausschließlich durch den Dampfdruck der Verbindung bestimmt und ist nur abhängig von der Umgebungstemperatur. Er ist folglich nicht vom Füllgrad der Druckgasflasche bestimmt und beträgt zum Beispiel 4,7 bar bei 0 °C, 8,4 bar bei 20 °C und 17,1 bar bei 50 °C. Der Innendruck sinkt (wie bei allen unter Druck gelagerten Flüssiggasen) erst dann, wenn alles flüssige Propan verdampft ist. ⓘ
Weiterhin wird es auch in unterirdischen Kavernen gelagert. Das Einlagern geschieht vorzugsweise in den verbrauchsarmen Monaten, um Verbrauchsspitzen im Winter abdecken zu können. ⓘ