PROPANE

Le propane est un alcane à trois atomes de carbone de formule moléculaire C₃H₈.
À température et pression normales, le propane est un gaz, mais il devient liquide lorsqu'il est comprimé pour le transport et le stockage.
Sous-produit du traitement du gaz naturel et du raffinage du pétrole, le propane entre souvent dans la composition du gaz de pétrole liquéfié (GPL), couramment utilisé comme carburant dans les applications domestiques et industrielles, ainsi que dans les transports publics à faibles émissions. Le GPL peut également contenir du propylène, du butane, du butylène, du butadiène et de l'isobutylène.

CAS : 74-98-6
Formule mathématique : C3H8
Masse molaire : 44,1
EINECS : 200-827-9

Synonymes :
Propane naturel ; combustion du propane ; Popane ; A-108 ; Fréon 290 ; dihydrure de propyle ; hydrure de propyle ; R 290

Découvert en 1857 par le chimiste français Marcellin Berthelot, le propane a été commercialisé aux États-Unis dès 1911.
Le propane possède une densité énergétique volumique inférieure à celle de l’essence ou du charbon, mais une densité énergétique massique supérieure, et sa combustion est plus propre.
Le propane est devenu un gaz de choix pour les barbecues et les réchauds portables, car son point d’ébullition bas (−42 °C) lui permet de se vaporiser à l’intérieur des réservoirs de liquide sous pression (il existe sous deux phases : vapeur au-dessus du liquide). Le propane conserve sa capacité à se vaporiser même par temps froid, ce qui le rend mieux adapté à une utilisation extérieure dans les climats froids que des alternatives à point d'ébullition plus élevé comme le butane.

Le GPL alimente les bus, les chariots élévateurs, les automobiles, les moteurs hors-bord et les surfaceuses à glace. 
Il est également utilisé pour le chauffage et la cuisson dans les véhicules de loisirs et les caravanes.
Le propane gagne en popularité comme fluide frigorigène de remplacement (R290) pour les pompes à chaleur, car il offre une meilleure efficacité que les fluides frigorigènes actuels (R410A/R32), une température de chauffe plus élevée et un impact moindre sur l'atmosphère en cas de fuite de gaz, au prix d'une inflammabilité élevée.
Le propane est incolore et inodore, avec une odeur de mercaptan.
Comme tous les combustibles fossiles, le propane est une source d'énergie non renouvelable.
Le propane est un gaz dérivé du gaz naturel et du pétrole.
On trouve du propane mélangé à du gaz naturel et à des gisements de pétrole. Le propane est qualifié de « combustible fossile » car il s'est formé il y a des millions d'années à partir des restes de minuscules animaux et plantes marins.

Le propane est un combustible propre et polyvalent.
Il est utilisé par presque tous, dans les foyers, les exploitations agricoles, les entreprises et l'industrie, principalement pour produire de la chaleur et alimenter les équipements.
Le propane fait partie des nombreux combustibles fossiles de la famille du gaz de pétrole liquéfié (GPL).
Comme le propane est le type de GPL le plus couramment utilisé aux États-Unis, les termes « propane » et « GPL » sont souvent employés comme synonymes.
Le butane est un autre GPL fréquemment utilisé dans les briquets.
Le propane est un matériau de référence certifié pour le propane, un solvant utilisé dans l'extraction des cannabinoïdes du cannabis et identifié comme contaminant dans l'huile de haschisch au butane et les concentrés de Δ9-THC.
Le propane est conçu pour être utilisé comme étalon de référence pour le propane par GC-MS ou LC-MS.

Le propane est destiné à la recherche et aux applications médico-légales. Le propane est un alcane et une molécule gazeuse.
Le propane est utilisé comme propulseur alimentaire.
C'est un gaz incolore à la légère odeur de pétrole.
Le propane est transporté sous forme de gaz liquéfié, sous sa pression de vapeur.
Le propane peut dégager une forte odeur lors du transport.
Le contact avec le liquide non confiné peut provoquer des gelures par refroidissement par évaporation.
Il est facilement inflammable.
Les vapeurs étant plus lourdes que l'air, une flamme peut facilement se propager jusqu'à la source de la fuite.
La fuite peut être une fuite de liquide ou de vapeur.
Les vapeurs peuvent provoquer l'asphyxie par déplacement d'air.
En cas d'exposition prolongée au feu ou à la chaleur, les conteneurs peuvent se rompre violemment et être projetés.

Propriétés chimiques du propane
Point de fusion : -188 °C (littérature)
Point d’ébullition : -42,1 °C (littérature)
Densité : 0,564 g/mL à 20 °C (littérature)
Densité de vapeur : 1,5 (par rapport à l’air)
Pression de vapeur : 190 psi (37,7 °C)
Indice de réfraction : 1,2861
Point d’ébullition : -104 °C
Température de stockage : -20 °C
Aspect : liquide
Pka : ≈ 44 (Gordon et Ford, 1972)
Couleur de la flamme : bleue (combustion complète) Jaune ou orange (combustion incomplète)
Source biologique : lapin
Seuil olfactif : 1 500 ppm
Limite d'explosivité : 9,5 %
Solubilité dans l'eau : 62,61 mg/L (25 °C)
Conductivité thermique : 0,13 W/(m·K)
Merck : 13 7891
BRN : 1730718
Constante de la loi de Henry : 0,706 à 25 °C (Hine et Mookerjee, 1975)
Limites d'exposition : OSHA PEL-TWA : 1 000 ppm (1 800 mg/m³)
NIOSH REL-TWA : 1 000 ppm
Constante diélectrique : 1,6 (ambiante)
Stabilité : Stable. Incompatible avec les oxydants puissants. Très inflammable. Peut former des mélanges explosifs avec l'air. Fonctions des ingrédients cosmétiques : PROPULSEUR
LogP : 2,360
Tension superficielle : 7,7 mN/m à 293,15 K
Référence CAS : 74-98-6
Système d’enregistrement des substances de l’EPA : Propane (74-98-6)

Le propane est un gaz légèrement soluble dans l'eau (H₂O), moyennement soluble dans l'alcool et très soluble dans l'éther.
Bien que plusieurs composés organiques importants pour l'industrie puissent être considérés comme des dérivés du propane, ce dernier n'est pas un ingrédient de départ courant.
La teneur en propane du gaz naturel varie selon sa provenance, mais se situe en moyenne autour de 6 %.
Le propane est également extrait du pétrole.
Le propane est un gaz incolore et inodore à l'état pur (un odorant nauséabond y est souvent ajouté).
Le propane est rejeté dans l'environnement par les gaz d'échappement des automobiles, les chaudières, les sources de gaz naturel et lors de la combustion du polyéthylène et des résines phénoliques.
Le propane est à la fois hautement inflammable et explosif ; sa manipulation sur les lieux de travail nécessite une attention et une gestion rigoureuses.
Dans l'industrie, le propane est notamment utilisé comme carburant et propulseur pour les aérosols.
Des brûlures cutanées et des gelures ont été observées chez des travailleurs exposés au propane liquide. Le propane provoque également des effets dépresseurs sur le système nerveux central.

Propriétés physiques
Le propane est un gaz incolore, inodore et inflammable qui suit le méthane et l'éthane dans la série des alcanes.
Le préfixe « prop » provient de l'acide propionique, un acide à trois carbones (CH₃CH₂COOH).
L'acide propionique vient des mots grecs « protos » (premier) et « pion » (graisse).
Le propane était le plus petit acide possédant des propriétés d'acide gras.
Le propane est le gaz utilisé pour alimenter les barbecues et les réchauds de camping, d'où son nom courant de gaz en bouteille.
Le propane est commercialisé sous l'appellation de gaz de pétrole liquéfié (GPL) ou pétrole liquéfié. Il est important de noter que le GPL est souvent un mélange pouvant contenir, en plus du propane, du butane, du butylène et du propylène.
Outre son utilisation pour la cuisson, le propane peut servir de source d'énergie pour le chauffage, la réfrigération, les transports et les appareils de chauffage (sèche-linge). Le propane peut être stocké sous forme liquide dans des réservoirs sous pression (environ 15 atmosphères) et/ou à basse température. Il se vaporise à pression atmosphérique et à température ambiante.
Ainsi, il est possible de stocker un grand volume de propane liquide dans un volume relativement réduit ; le propane à l'état gazeux occupe 270 fois le volume du propane liquide.
Le propane liquide est donc un carburant idéal pour le transport et le stockage jusqu'à son utilisation.

Caractéristiques
Le propane illustre les différences de caractéristiques des atomes de carbone dans les alcanes comportant plus de deux atomes de carbone.
Les atomes de carbone terminaux du propane sont liés à trois atomes d'hydrogène et un atome de carbone.
Un atome de carbone lié à un seul autre atome de carbone est appelé carbone primaire ou carbone 1°.
L'atome de carbone central du propane est lié à deux autres atomes de carbone et est appelé carbone secondaire ou carbone 2°.
Un atome d'hydrogène possède la même classification que l'atome de carbone auquel il est lié. Ainsi, les atomes d'hydrogène liés aux atomes de carbone terminaux du propane sont appelés hydrogènes primaires (1°), tandis que l'atome central possède des hydrogènes secondaires (2°).

La différence de nature des liaisons induit des différences de réactions et de propriétés entre les différents isomères.
Par exemple, la rupture d'une liaison primaire requiert plus d'énergie que la rupture d'une liaison secondaire dans le propane.
Ceci facilite la formation du radical isopropyle CH₃CHCH₃• par rapport au radical n-propyle CH₃CH₂CH₂•.
Bien que la formation du radical isopropyle soit énergétiquement plus favorable, le plus grand nombre d'atomes d'hydrogène primaires conduit à la formation de quantités approximativement égales de radicaux n-propyle et isopropyle dans des conditions réactionnelles similaires.
L'oxydation du propane peut produire divers composés oxygénés dans des conditions appropriées, mais les alcanes sont généralement relativement peu réactifs comparés à d'autres groupes organiques.
Parmi les produits d'oxydation les plus courants, on trouve le méthanol (CH₃OH), le formaldéhyde (CH₂O) et l'acétaldéhyde (C₂H₄O). Le propane peut être converti en cyclopropane par transformation en 1,3-dichloropropane à l'aide de poudre de zinc et d'iodure de sodium : ClCH₂CH₂CH₂Cl → Zn. NaCl → cyclopropane.

Propriétés et réactions
Le propane est un gaz incolore et inodore.
L'éthylmercaptan est ajouté comme odorant par mesure de sécurité ; son odeur est communément décrite comme celle d'« œuf pourri ».
À pression normale, il se liquéfie en dessous de son point d'ébullition (−42 °C) et se solidifie en dessous de son point de fusion (−187,7 °C).
Le propane cristallise dans le groupe d'espace P2₁/n.
Son faible taux de remplissage (58,5 % à 90 K), dû à la mauvaise organisation des molécules, explique son point de fusion particulièrement bas.
Le propane réagit à la combustion de manière similaire aux autres alcanes. En présence d'un excès d'oxygène, le propane brûle pour former de l'eau et du dioxyde de carbone.

Contenu énergétique
L'enthalpie de combustion du propane, lorsque tous les produits retournent à l'état standard (par exemple, lorsque l'eau retourne à l'état liquide à température standard), est de (2 219,2 ± 0,5) kJ/mol, soit (50,33 ± 0,01) MJ/kg.
L'enthalpie de combustion du propane, lorsque les produits ne retournent pas à l'état standard (par exemple, lorsque les gaz chauds, y compris la vapeur d'eau, s'échappent par une cheminée), est de 2 043,455 kJ/mol.
Le pouvoir calorifique inférieur correspond à la quantité de chaleur disponible lors de la combustion du propane, lorsque les produits de combustion sont rejetés dans l'atmosphère ; par exemple, la chaleur dégagée par une cheminée dont le conduit est ouvert.

Densité
La densité du propane à 25 °C (77 °F) est de 1,808 kg/m³, soit environ 1,5 fois celle de l'air à la même température. La densité du propane liquide à 25 °C (77 °F) est de 0,493 g/cm³, soit 4,11 livres par gallon américain ou 493 g/L.
Le propane se dilate de 1,5 % par tranche de 10 °F. Ainsi, à 60 °F (15,6 °C), sa densité est d'environ 4,2 livres par gallon (504 g/L).
Comme la densité du propane varie avec la température, il est impératif d'en tenir compte lors de toute utilisation liée à la sécurité ou aux opérations de transfert de propriété.
Si l'espace libre dans un réservoir est insuffisant lors du remplissage, celui-ci risque d'éclater sous l'effet de la chaleur.

Utilisations
Le propane est utilisé comme carburant depuis sa découverte.
Il a été utilisé pour la première fois comme carburant automobile en 1913.
Après l'essence et le diesel, le propane est le troisième carburant le plus utilisé. Aujourd'hui, il alimente plus d'un demi-million de véhicules aux États-Unis et six millions dans le monde. 
L'utilisation généralisée du propane est freinée par l'absence de réseau de distribution, mais il est utilisé pour alimenter des flottes d'autobus, de taxis et de véhicules gouvernementaux.
Il est également largement utilisé pour alimenter des équipements tels que les chariots élévateurs.
Le propane brûle plus proprement que l'essence ou le diesel et a été utilisé pour réduire la pollution atmosphérique urbaine.
Comparé à l'essence, il émet 10 à 40 % de monoxyde de carbone, 30 à 60 % d'hydrocarbures et 60 à 90 % de dioxyde de carbone.
Un avantage de la combustion plus propre du propane est l'amélioration de l'entretien du moteur grâce à la réduction des dépôts et de l'encrassement.
L'indice d'octane du propane se situe entre 104 et 110.
La réduction des émissions est quelque peu contrebalancée par le pouvoir calorifique inférieur du propane ; à volume égal, le propane contient environ 75 % de l'énergie de l'essence.
Le propane est séparé du gaz naturel et est également produit lors du raffinage du pétrole. Aux États-Unis, environ 53 % du propane produit provient de la faible fraction (moins de 5 %) présente dans le gaz naturel, le reste étant issu du raffinage du pétrole.
Le propane est utilisé comme combustible, comme réfrigérant et en synthèse organique.

Réchauds portables
Le propane est un choix populaire pour les barbecues et les réchauds portables car son bas point d'ébullition de −42 °C (−44 °F) lui permet de se vaporiser instantanément dès sa sortie de son réservoir sous pression.
Ainsi, aucun carburateur ni autre dispositif de vaporisation n'est nécessaire ; un simple doseur suffit.

Réfrigérant
Des mélanges d'isopropane pur et sec [mélanges d'isobutane et de propane (R-290) et d'isobutane (R-600a)] peuvent être utilisés comme fluide frigorigène dans les systèmes de réfrigération à compresseur adaptés. Comparé aux fluorocarbures, le propane présente un potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone négligeable et un potentiel de réchauffement global (PRG) très faible (PRG₂₀ de 0,072, soit 14 fois celui du dioxyde de carbone, et PRG₅₀₀ de 0,006, soit 170 fois celui du CO₂). Il peut ainsi remplacer efficacement le R-12, le R-22, le R-134a et d'autres fluides frigorigènes chlorofluorocarbonés ou hydrofluorocarbonés dans les systèmes de réfrigération et de climatisation stationnaires classiques.
Du fait de son impact sur le réchauffement climatique bien moindre que celui des fluides frigorigènes actuels, le propane a été sélectionné parmi les cinq fluides frigorigènes de remplacement approuvés par l'EPA en 2015, pour une utilisation dans des systèmes spécialement conçus pour gérer son inflammabilité.

Ce type de substitution est généralement interdit ou déconseillé dans les systèmes de climatisation des véhicules automobiles, car l'utilisation d'hydrocarbures inflammables dans des systèmes initialement conçus pour des fluides frigorigènes ininflammables présente un risque important d'incendie ou d'explosion. Les fournisseurs et les défenseurs des fluides frigorigènes hydrocarbonés s'opposent à ces interdictions, arguant que les incidents de ce type sont très peu nombreux par rapport au nombre de systèmes de climatisation automobile utilisant des hydrocarbures.
Le propane joue également un rôle essentiel dans la réfrigération hors réseau, notamment comme source d'énergie pour les réfrigérateurs à absorption de gaz, et est couramment utilisé dans les véhicules de camping et de loisirs.
L'utilisation du propane comme fluide frigorigène dans les pompes à chaleur a également été envisagée.

Carburant
Aux États-Unis, plus de 190 000 véhicules routiers utilisent le propane, et plus de 450 000 chariots élévateurs en sont alimentés.
Le propane est le troisième carburant le plus utilisé au monde, après l'essence et le gazole.
Ailleurs dans le monde, le propane utilisé dans les véhicules est connu sous le nom d'autogas.
En 2007, environ 13 millions de véhicules dans le monde utilisaient l'autogas.
L'avantage du propane pour les voitures réside dans son état liquide à une pression modérée.
Cela permet un remplissage rapide, une fabrication économique des bouteilles de gaz et un prix généralement deux fois moins élevé que celui de l'essence.
Par ailleurs, le propane est nettement plus propre (tant à la manipulation qu'à la combustion), réduit l'usure du moteur (due aux dépôts de carbone) sans diluer l'huile moteur (ce qui permet souvent d'espacer les vidanges) et, jusqu'à récemment, était relativement bon marché en Amérique du Nord. L'indice d'octane du propane est relativement élevé, à 110.
Aux États-Unis, l'infrastructure de ravitaillement en propane est la plus développée de tous les carburants alternatifs pour véhicules.
De nombreux véhicules convertis sont équipés pour le remplissage à l'aide de bouteilles de gaz.

Les véhicules spécialement conçus à cet effet appartiennent souvent à des flottes commerciales disposant de stations-service privées.
Un autre avantage pour les utilisateurs de véhicules au propane, notamment au sein de flottes, est que le vol est beaucoup plus difficile qu'avec l'essence ou le diesel.
Le propane est également utilisé comme carburant pour les petits moteurs, en particulier ceux utilisés à l'intérieur ou dans des zones insuffisamment ventilées pour évacuer les gaz d'échappement plus toxiques d'un moteur à essence ou diesel.
Plus récemment, des outils d'entretien des espaces verts, tels que les coupe-bordures, les tondeuses et les souffleurs de feuilles, destinés à un usage extérieur, fonctionnent au propane afin de réduire la pollution atmosphérique.

Production
Le propane est produit comme sous-produit de deux autres procédés : le traitement du gaz naturel et le raffinage du pétrole. Le traitement du gaz naturel implique l'élimination du butane, du propane et d'importantes quantités d'éthane du gaz brut, afin d'éviter la condensation de ces composés volatils dans les gazoducs. Par ailleurs, les raffineries de pétrole produisent du propane comme sous-produit du craquage du pétrole en essence ou en fioul domestique.
L'offre de propane ne peut être facilement ajustée pour répondre à une augmentation de la demande, du fait de la nature du propane comme sous-produit de sa production.
Environ 90 % du propane consommé aux États-Unis est produit localement.
Les États-Unis importent environ 10 % du propane consommé chaque année, dont environ 70 % proviennent du Canada par pipeline et par voie ferrée.
Les 30 % restants du propane importé proviennent d'autres sources et sont acheminés par voie maritime.
Après séparation du propane du pétrole brut, le propane nord-américain est stocké dans d'immenses cavernes de sel.
On peut citer comme exemples Fort Saskatchewan (Alberta), Mont Belvieu (Texas) et Conway (Kansas). 
Ces cavernes de sel peuvent stocker 80 millions de barils (13 millions de m³) de propane.

Actions biochimiques et physiologiques
Outre leur rôle dans la solubilisation des lipides, les apolipoprotéines contribuent au maintien de l'intégrité structurale des lipoprotéines, servent de ligands aux récepteurs des lipoprotéines et régulent l'activité des enzymes impliquées dans le métabolisme lipidique.
L'apolipoprotéine E (ApoE) joue un rôle important dans le métabolisme lipidique.
L'interaction du propane avec un récepteur spécifique de l'ApoE permet la captation des restes de chylomicrons par les cellules hépatiques, une étape essentielle du métabolisme lipidique normal.
Le propane se lie également au récepteur des LDL (Apo B/E). Un déficit en ApoE est à l'origine de l'hyperlipoprotéinémie de type III.