Propangas Ratgeber
In unserem Propangas Ratgeber finden Sie viele Details über das Flüssiggas Propan. Obwohl Propan unter Normalbedingungen gasförmig ist, nennt man es Flüssiggas, da es sich unter Druck schnell verflüssigt. So kommt es auch in den Handel. Informieren Sie sich über die Herstellung dieses Gases, die verschiedenen Anwendungsbereiche und worauf bei der Nutzung und Lagerung von Propangas zu achten ist.
- Propangas und seine Entstehung
- Chemische und physikalische Eigenschaften von Propan
- Propan ist hoch entzündlich
- Toxizität von Propan
- Verbrennung von Propan
- Unterschied zwischen Propan (C3H8) und Butan (C4H10)
- Vorkommen von Propan
- Herstellung und Gewinnung von Propan
- Herstellung von Propangas aus Erdöl
- Herstellung von Propangas aus Erdgas
- Aufbereitung und Reinigung von Propangas
- Chemisch produziertes Propan
- Anwendungsbereiche für Propan
- Propangas als Kältemittel
- Propan für die Propylen-Herstellung
- Lagerung und sicherer Umgang mit Propangas
- Sicherer Umgang mit Propangas
- Schutzmaßnahmen im Ernstfall
- Wirkung von Propangas auf den menschlichen Organismus
- Akute Schädigungen durch Propangas
- Chronische Exposition mit Propan
- Erste Hilfe-Maßnahmen bei Kontakt mit Propangas
- Propangas in der Umgebungsluft nachweisen
- Nachweis von Propangas
Propangas und seine Entstehung
Vor ungefähr 150 Millionen Jahren begann die Geschichte von Propan, als der biologische Zerfallsprozess zahlreicher Arten von Mikroben und Algen einsetzte. Durch die Ablagerung von Erd- und Gesteinsschichten erhöhte sich kontinuierlich der Druck auf das organische Material. Dies führte zum Temperaturanstieg. Der Druck- und Temperaturanstieg sorgte für optimale Bedingungen zur Bildung von Kohlenwasserstoffen und im Verlauf der Zeit wandelten sich die organischen Materialien in die beiden fossilen Rohstoffe Erdöl und Erdgas um, in denen sich neben anderen Bestandteilen auch Propan befindet.
Die Gewinnung und Nutzung von Propan blickt auf einen wesentlich kürzeren Zeitraum zurück und beginnt erst mit der flächendeckenden Nutzung von Erdöl und Erdgas sowie der Erforschung der verschiedenen Anwendungsbereiche dieser fossilen Energieträger. Propan ist also ein natürlich vorkommendes Gas, das sowohl in Erdöl wie auch Erdgas enthalten ist.
Aus fossilen Energieträgern gewonnenes Gas blickt auf eine mehr als 300-jährige Geschichte zurück. So wurde das für den Betrieb von Gasleuchten erforderliche Leuchtgas aus Steinkohle oder Ölschiefer gewonnen. Bis zum Ende des 19. Jahrhunderts wurde dieses Gas weltweit im großen Stil produziert und zur Beleuchtung der Städte genutzt. Erst mit der Umstellung auf den Betrieb mit elektrischer Energie verlor das Gas an Bedeutung.
Chemische und physikalische Eigenschaften von Propan
Propan ist farb- und geruchlos, ein gesättigter azyklischer Kohlenwasserstoff aus der Gruppe der Alkane, zu der die einfachsten Kohlenwasserstoffe gehören. Ein Propan-Molekül besteht aus drei Atomen Kohlenstoff sowie 8 Atomen Wasserstoff mit der Molekülstruktur H3C-CH2-CH3. Daraus ergibt sich die Summenformel C3H8. Mit der molaren Masse von 44,10 g/Mol und einer relativen Gasdichte von 1,55 ist Propan deutlich schwerer als Luft. Dadurch sammelt sich nicht komprimiertes und daher gasförmiges Propan immer an den tiefsten Stellen im Raum an.
Propan weist einen Schmelzpunkt von -187,7°C und einen Siedepunkt von -42°C auf. Als kritischer Punkt werden 94° C und 4,24 MPa angegeben, wodurch sich Propan bereits mit geringem Druck verflüssigen lässt. Die Löslichkeit in Wasser ist mit 75 mg/l oder 42,4 ml/l bei 20° C sehr gering.
Propan ist hoch entzündlich
Zu den im Umgang mit Propan besonders zu berücksichtigenden Eigenschaften zählen die hohe Entzündlichkeit, aber auch die Risiken einer zu hohen Konzentration in der Atemluft. Es ist nicht hoch toxisch, aber eben doch gesundheitsschädlich. Bereits bei einem Volumenanteil von 1,7 bis 10,8 % (untere und obere Explosionsgrenze) in Raumluft bildet Propan ein explosives Gemisch. Außerdem kann es bei Kontakt mit Oxidationsmitteln wie z. B. Chlordioxid, Barium oder Peroxid spontan oxidieren, möglicherweise sogar explosionsartig.
Toxizität von Propan
Obwohl Propangas nicht hach toxisch auf den menschlichen Organismus wirkt, kann es bei zu hoher Konzentration in der Atemluft zur Unterversorgung mit Sauerstoff bis hin zum Ersticken führen. Ist ein Mensch kontinuierlich einer bestimmten Konzentration an Propangas ausgesetzt, können verschiedene gesundheitliche Beschwerden die Folge sein. Der AGW liegt bei 18000 mg/m3
Verbrennung von Propan
Propan weist eine Zündtemperatur von 470 °C sowie einen Heizwert von 12,874 kWh/kg auf. Damit ist es im Vergleich zu Butan mit einem Heizwert von 12,7 kWh/kg geringfügig effektiver.
Beim Verbrennen von Propan muss immer ausreichend Sauerstoff verfügbar sein. Nur dann verbrennt es vollständig zu Kohlenstoffdioxid und Wasser. Bei einer ungenügenden Verfügbarkeit von Sauerstoff kommt es zur unvollständigen Verbrennung und es bildet sich zusätzlich zu Kohlenstoffdioxid und Wasser das gefährliche Kohlenstoffmonoxid.
Unterschied zwischen Propan (C3H8) und Butan (C4H10)
Obwohl es sich bei beiden Gasen um Flüssiggase mit ähnlichen Anwendungsbereichen handelt, bestimmt der unterschiedliche Siedepunkt der beiden Gase deren Einsatz. Propan erreicht den Siedepunkt bei -42°C, Butan erst bei ungefähr 0°C. Dadurch eignet sich Butan nicht für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen wie zum winterlichen Grillen mit dem Gasgrill oder die Versorgung von z. B. Terrassenheizungen.
Vorkommen von Propan
Propan ist ein Bestandteil von Erdöl und Erdgas und entstand im Verlauf der Jahrmillionen, als Komponente dieser beiden fossilen Rohstoffe. Im Erdöl ist Propan gelöst. Erdgas, das vorwiegend aus dem energiereichen Methan besteht, weist zusätzlich größere Mengen an Begleitgasen wie Propan, Butan, Ethan und Ethen auf.
Propan ist in Lagerstätten von Erdöl oder Erdgas meist auch vorhanden.
Herstellung und Gewinnung von Propan
Die Gewinnung von Propangas erfolgt im Rahmen von Bohrungen im Bereich bestehender oder neu entdeckter Lagerstätten von Erdöl und Erdgas. Die Herstellung orientiert sich daran, ob es sich um Propan handelt, das im Rohöl gelöst ist oder ob es sich um Propan als Komponente von Erdgas handelt. Der Prozess beginnt bereits bei der Gewinnung des fossilen Energieträgers am Bohrloch. Von hier aus wird das Kohlenwasserstoffgemisch aus Rohöl und Gas in eine sogenannte Gasfalle geleitet und getrennt.
Herstellung von Propangas aus Erdöl
Ist das Propan im Erdöl gebunden, wird es im Rahmen der Aufspaltung des Rohöls in der Raffinerie gewonnen. Dafür wird das Rohöl erhitzt. Erreicht es den Siedepunkt, trennt man die einzelnen Kohlenwasserstofffdraktionen, eben auch das Propan ab. Je nach Siedepunkt steigen diese im Destillationsturm unterschiedlich weit auf. Dieser Turm verfügt über zahlreiche Böden mit nach oben abfallender Temperatur. Die schwerflüchtigen Kohlenwasserstoffe mit hohem Siedepunkt kondensieren bereits weit unten, währen die Leichtflüchtigen mit niedrigem Siedepunkt erst weiter oben flüssig werden. Die so gewonnenen Fraktionen können nun als einigermaßen reine Stoffe entnommen und gespeichert oder weiterverarbeitet werden.
Herstellung von Propangas aus Erdgas
Ungefähr 60 % des Propans werden direkt bei der Förderung von Erdöl und Erdgas gewonnen. Das im Erdgas enthaltene Propan wird oft direkt an der Bohrstelle getrennt und für die weitere Verwendung aufbereitet.
Aufbereitung und Reinigung von Propangas
Bevor die über die verschiedenen Verfahren gewonnenen Gase zu den Verbrauchern gelangen, werden sie gereinigt, indem Verschmutzungen wie Anteile von Schwefel entzogen werden. Dann ist das Propan bereit zur Abfüllung als Flüssiggas. Dafür wird das Propangas unter Druck in Behälter gefüllt wodurch es sich verflüssigt.
Chemisch produziertes Propan
Seit vielen Jahren wird an der chemischen Produktion von Propan mit zum Teil guten Erfolgen geforscht. Ein Forschungsteam am Illinois Institute of Technology gelang nun die Entwicklung eines Verfahrens, das durch seine hohe Effizienz überzeugt. Dabei wird Kohlendioxid in Propan umgewandelt. Dafür entwickelten die Forscher einen speziellen Elektrolyseur, in dem mit elektrischer Energie eine chemische Reaktion des Treibhausgases Kohlendioxid mit Wasser erzwungen wird und sich dadurch Kohlendioxid in Propan umwandelt.
Noch ist das Verfahren nicht marktreif. Sobald dieses Ziel jedoch erreicht ist, handelt es sich um einen wichtigen Schritt weg von der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen, zu denen auch Propan zählt.
Anwendungsbereiche für Propan
Propangas eignet sich für eine Vielzahl an Anwendungen. Es wird zum Heizen und Kochen verwendet, aber auch als Kältemittel. Vor allem in ländlichen Bereichen, die nicht an das Gasleitungsnetz angebunden sind, ist Propangas, oft als Gemisch mit Butangas, eine wirtschaftliche Energieversorgung.
- Kochen: Gasherde, Gas-Backöfen, Gasgrills, Gas-Rechauds
- Heizen: Flüssiggasheizungen mit eigenem Gastank, Terrassenheizungen und Vorzeltheizungen über Gasflaschen.
- Betrieb von Schweißgeräten
- Treibmittel in Spraydosen
- Kraftstoff für Fahrzeuge in Form von Autogas.
In der Industrie findet Propangas ebenfalls vielfältige Anwendungen. Vor allem in energieintensiven Prozessen wie der Herstellung von Glas, Ziegeln, Zement oder auch in der Landwirtschaft zum Trocknen von Getreide oder zur Beheizung von Ställen.
Ein vor allem industrieller Anwendungsbereich ist die Herstellung von SNG, einem künstlichen Erdgas. Dafür wird Propan (alternativ auch LPG) mit Stickstoff oder Luft gemischt. Das Ergebnis ist ein Gas, das in seiner Zusammensetzung dem Erdgas sehr ähnlich ist und normales Erdgas ersetzen kann.
Propangas als Kältemittel
Propangas ist nicht nur ein wichtiger Energieträger zur Produktion von Wärme, sondern wird auch als Kältemittel in Wärmepumpen und Kühlgeräten eingesetzt. So entwickelten Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme nun eine Wärmepumpe für Einfamilienhäuser, die mit einer minimalen Menge an Propan eine sehr hohe Heizleistung erzielt. Aufgrund der geringen Propanmenge eignet sich diese Wärmepumpe für die Installation im Haus.
In Australien werden die Klimaanlagen von Autos mit Propan betrieben.
Propan für die Propylen-Herstellung
Propangas ist allerdings auch ein interessanter Rohstoff für die Propylen-Produktion, wie eine in der Zeitschrift Nature Catalysis veröffentlichte Studie informiert. Dabei handelt es sich um eine vielversprechende chemische Reaktion mit CO2, die oxidative Dehydrierung. Das CO2 soll den im Propangas enthaltenen Wasserstoff entfernen, wodurch es zur Umwandlung des Propans in Propylen kommt. Propylen ist wie viele ungesättigte Kohlenwasserstoffe ein wichtiges Vorprodukt von Kunststoffen.
Von besonderem Interesse ist nicht nur der dafür entwickelte Katalysator hinsichtlich der Gewinnung von Propylen aus Propan, sondern die Einsatzmöglichkeiten dieses Katalysators im Rahmen des Kohlenstoffrecyclings und der damit verbundenen Reduzierung von Treibhausgasen.
Lagerung und sicherer Umgang mit Propangas
Die Lagerung von Propangas erfolgt in speziellen dafür vorgesehenen Druckbehältern mit Ventilschutzkorb oder Ventilschutzkappe an einem gut belüfteten Ort unter Bedingungen, die eine Korrosion der Behälter verhindern. Die maximale Lagertemperatur darf keinesfalls 50° C übersteigen und der Lagerort muss vor Sonneneinstrahlung geschützt sein. Propangasbehälter müssen immer aufrecht stehend und gut gegen Umfallen gesichert gelagert werden.
Da ausgetretenes Propangas gemischt mit Luft hoch entzündlich ist und zu Explosionen führen kann, muss die elektrische Ausstattung des Lagerortes den Ex-Schutzbestimmungen einer explosionsfähigen Atmosphäre entsprechen. Da Propan bei Kontakt mit bestimmten Stoffen explosiv reagieren kann, muss auch dieser ausgeschlossen werden. Eine Lagerung mit folgenden Stoffen darf aufgrund der Risiken nicht erfolgen. Dabei handelt es sich nur um einen Auszug.
- Chlordioxid
- Barium Peroxid
- oxidierende Gase und brandfördernde Stoffe
- entzündbare flüssige Stoffe Lagerklasse 3
- explosionsgefährliche Stoffe Lagerklasse 4.1A
- brennbare Flüssigkeiten Lagerklasse 10
- Stoffe der Lagerklassen 6.1C, 6.1A, 6.1B, 6.1D
Wie bei allen schweren Gasen ist auch bei Propangas das Risiko einer Fernzündung durch kriechende Dämpfe möglich. Daher ist die regelmäßige Kontrolle der Ventile und Behälter auf Undichtigkeiten oder Korrosion wichtig.
Ein Lagerort für Propangas ist immer ein explosionsgefährdeter Bereich. Daher ist das Verhalten darauf abzustimmen. Dies gilt für ein Schweißverbot im Lagerraum sowie für den Einsatz von funkenreißenden Werkzeugen. Wird Propan als Schweißgas verwendet, wird die Ausrüstung vor dem Einleiten von Propangas mit Inertgas luftfrei gespült.
Sicherer Umgang mit Propangas
Prüfen Sie in Räumen, in denen Propangas genutzt wird, regelmäßig die Gaskonzentration durch den Einsatz speziell dafür entwickelter Geräte und achten Sie auf die persönlichen Schutzmaßnahmen beim Umgang mit Propangasbehältern.
- Antistatische und flammhemmende Schutzkleidung sowie Sicherheitsschuhe.
- Kommt es zur Freisetzung von Propangas, ist Atemschutz zu tragen.
- Schutzbrille mit Seitenschutz
- Stabiler Handschutz beim Hantieren mit Druckgasflaschen.
Das Einatmen von Propangas soll unbedingt vermieden werden. Wird die Kleidung durch einen Gasaustritt kontaminiert, muss sie umgehend gewechselt und an einem gut durchlüfteten Ort in ausreichender Entfernung von Zündquellen durchlüftet werden.
Schutzmaßnahmen im Ernstfall
Tritt Propangas unbeabsichtigt aus, müssen umgehend alle Zündquellen beseitigt und für ausreichende Durchlüftung des Raums gesorgt werden. Gleichzeitig ist der gefährdete Bereich zu räumen und das weitere Ausströmen zu verhindern. Der Zutritt zum Raum erfolgt mit entsprechendem Atemschutz und geeigneter Messtechnik um die in der Luft enthaltene Gaskonzentration zu messen und zu überwachen.
Beachten Sie beim Austritt von Propangas, ob Flüssiggas oder aus druckfreien Leitungen, dass Propan deutlich schwerer ist als Luft und sich immer im Bodenbereich oder an der tiefsten Stelle eines Gebäudes ansammelt. Daher ist beim Betreten von Kellern oder anderen tiefer gelegenen Bereichen nach einem Gasaustritt immer höchste Vorsicht angebracht. Im Zweifel müssen solche Bereiche freigemessen werden.
Wirkung von Propangas auf den menschlichen Organismus
Obwohl Propangas eine schwächere toxische Wirkung wie z. B. Kohlenstoffmonoxid oder andere Gase aufweist, kann es bei Kontakt zu mehr oder weniger schweren gesundheitlichen Beeinträchtigungen kommen. Propangas kann entweder über die Atemwege aufgenommen werden oder auch zu Schädigungen durch Hautresorption führen.
Ein besonderes Risiko geht von Propan durch das deutlich höhere Gewicht als dem von Luft. Dadurch reichert sich das Gas immer in den am tiefsten gelegenen Bereichen eines Raums oder eines Gebäudes an. Wird dieser Bereich betreten, kann es bei entsprechend hoher Konzentration in der Atemluft zu Atemproblemen führen oder gar zu Gesundheitsschäden führen.
Akute Schädigungen durch Propangas
Neben der bereits erwähnten Unterversorgung mit Sauerstoff können zentralnervöse Störungen die akute Folge des Kontakts mit Propangas sein. Hautkontakt mit Flüssiggas kann aufgrund der schnellen Verdampfung des Propans beim Austritt aus der Flasche auch zu Kälteschäden der Haut führen.
Chronische Exposition mit Propan
Bei einem immer wiederkehrenden Kontakt mit höheren Propangaskonzentrationen von 8000 ppm oder mehr in der Raumluft, zeigten Freiwillige eines Versuchs eine Austrocknung der Schleimhäute, Husten, gastrointestinalen Störungen oder Veränderungen der Herzfunktion. Hautirritationen konnten nur als Folge eines direkten Kontakts mit Flüssiggas nachgewiesen werden.
Erste Hilfe-Maßnahmen bei Kontakt mit Propangas
Ist die Atmung betroffen, da der Verletzte einer zu hohen Konzentration an Propangas ausgesetzt war, muss die Person umgehend aus dem Gefahrenbereich geborgen werden. Bei Atemnot kann reiner Sauerstoff verabreicht werden. Wichtig ist in diesem Fall, umgehend für eine ärztliche Behandlung zu sorgen.
Bei Kälteschäden auf der Haut wird eventuell kontaminierte Kleidung umgehend vorsichtig entfernt. Klebt die Kleidung oder Teile davon auf der Haut, darf sie nicht entfernt werden.
Propangas in der Umgebungsluft nachweisen
Obwohl Propangas für den Menschen in normalen Konzentrationen keine Gefahr darstellt, kann es bei hohen Konzentrationen und einer wiederholten Exposition chronisch toxisch wirken. Unter bestimmten Voraussetzungen explosiv sein. Die durch die Kälte geschädigten Hautbereiche werden mit lauwarmem Wasser, das keinesfalls wärmer als 40° C ist, sorgfältig gespült und abschließend mit einem sterilen Verband abgedeckt.
Bei großflächigeren Kälteschäden ist umgehend der Notarzt zu verständigen. Handelt es sich um kleinere Schädigungen, sollte die verletzte Person auf jeden Fall dem Arzt vorgestellt werden.
Gelangt Propangas ins Auge, ist die umgehende milde Spülung mit kühlem Wasser die Maßnahme der ersten Wahl. Im Anschluss daran ist ein möglichst schneller Transport zum Augenarzt erforderlich.
Um dem Arzt die korrekte Behandlung zu ermöglichen, erhält er alle relevanten Informationen über den Hergang des Unfalls sowie die Ursache der Verletzungen.
Nachweis von Propangas
Im Propangas Ratgeber konnten Sie sich umfassend über Propan, dessen Eigenschaften bis hin zum sicheren Umgang mit dem Gas informieren. Vor allem der Austritt von Propan birgt verschiedene Risiken in sich, die Sie durch eine regelmäßig durchgeführte Messung der Gaskonzentration deutlich minimieren.
Gerne beraten sie die Experten für Gasmessgeräte von Compur Monitors über die Möglichkeiten der über das Unternehmen verfügbaren Geräte zur zuverlässigen Messung der Gaskonzentration in den unterschiedlichsten Bereichen Ihres Unternehmens. Wählen Sie speziell auf Ihre Anforderungen abgestimmte Gasmessgeräte, die in mobiler und stationärer Ausführung verfügbar sind.
Dr. Josef von Stackelberg
Geschäftsführer COMPUR MONITORS GmbH & Co. KG
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