Guide du propane
Dans notre guide du gaz propane, vous trouverez de nombreux détails sur le gaz liquide propane. Bien que le propane soit un gaz dans des conditions normales, on l’appelle gaz liquide car il se liquéfie rapidement sous pression. C’est ainsi qu’il est commercialisé. Informez-vous sur la production de ce gaz, les différents domaines d’application et les points auxquels il faut faire attention lors de l’utilisation et du stockage du gaz propane.
- Le gaz propane et ses origines
- Propriétés chimiques et physiques du propane
- Le propane est hautement inflammable
- Toxicité du propane
- Combustion de propane
- Différence entre le propane (C3H8) et le butane (C4H10)
- Présence de propane
- Production et extraction de propane
- Production de gaz propane à partir de pétrole
- Production de gaz propane à partir de gaz naturel
- Traitement et purification du gaz propane
- Propane produit chimiquement
- Domaines d'application du propane
- Le gaz propane comme réfrigérant
- Propane pour la production de propylène
- Stockage et manipulation sûre du gaz propane
- Manipulation sûre du gaz propane
- Mesures de protection en cas d'urgence
- Effets du gaz propane sur l'organisme humain
- Lésions aiguës dues au gaz propane
- Exposition chronique au propane
- Premiers secours en cas de contact avec le gaz propane
- Détecter le gaz propane dans l'air ambiant
- Détection de gaz propane
Le gaz propane et ses origines
L’histoire du propane a commencé il y a environ 150 millions d’années, lorsque le processus de décomposition biologique de nombreuses espèces de microbes et d’algues a débuté. L’accumulation de couches de terre et de roches a entraîné une augmentation continue de la pression sur la matière organique. Cela a entraîné une augmentation de la température. L’augmentation de la pression et de la température a créé des conditions optimales pour la formation d’hydrocarbures et, au fil du temps, les matières organiques se sont transformées en deux matières premières fossiles, le pétrole et le gaz naturel, dans lesquelles on trouve du propane, entre autres composants.
L’extraction et l’utilisation du propane remontent à une période beaucoup plus récente et ne commencent qu’avec l’exploitation généralisée du pétrole et du gaz naturel et l’exploration des différents domaines d’application de ces sources d’énergie fossiles. Le propane est donc un gaz naturel, présent aussi bien dans le pétrole que dans le gaz naturel.
Le gaz produit à partir de sources d’énergie fossiles a une histoire de plus de 300 ans. Ainsi, le gaz d’éclairage nécessaire au fonctionnement des lampes à gaz était extrait de la houille ou du schiste bitumineux. Jusqu’à la fin du 19e siècle, ce gaz était produit à grande échelle dans le monde entier et utilisé pour éclairer les villes. Ce n’est qu’avec le passage à l’énergie électrique que ce gaz a perdu de son importance.
Propriétés chimiques et physiques du propane
Le propane est incolore et inodore. C’est un hydrocarbure acyclique saturé appartenant au groupe des alcanes, auquel appartiennent les hydrocarbures les plus simples. Une molécule de propane est composée de trois atomes de carbone et de huit atomes d’hydrogène avec la structure moléculaire CH2-CH3. Il en résulte la formule brute C3H8. Avec une masse molaire de 44,10 g/mol et une densité relative de 1,55, le propane est nettement plus lourd que l’air. De ce fait, le propane non comprimé et donc gazeux s’accumule toujours aux endroits les plus bas de la pièce.
Le propane a un point de fusion de -187,7°C et un point d’ébullition de -42°C. Les points critiques indiqués sont 94° C et 4,24 MPa, ce qui permet de liquéfier le propane même à faible pression. La solubilité dans l’eau est très faible, avec 75 mg/l, soit 42,4 ml/l à 20° C. Le propane est donc très peu soluble dans l’eau.
Le propane est hautement inflammable
Parmi les propriétés à prendre particulièrement en compte lors de la manipulation du propane, on trouve son inflammabilité élevée, mais aussi les risques liés à une concentration trop importante dans l’air respiré. Il suffit d’une proportion volumique de 1,7 à 10,8 % (limites inférieure et supérieure d’explosivité) dans l’air ambiant pour que le propane forme un mélange explosif. En outre, il peut s’oxyder spontanément, éventuellement de manière explosive, au contact d’agents oxydants tels que le dioxyde de chlore, le baryum ou le peroxyde.
Toxicité du propane
Bien que le gaz propane n’ait pas d’effet toxique sur l’organisme humain, une concentration trop élevée dans l’air respiré peut entraîner un manque d’oxygène, voire une asphyxie. Si une personne est exposée en permanence à une certaine concentration de gaz propane, différents troubles de santé peuvent en résulter.
Combustion de propane
Le propane a une température d’inflammation de 470 °C et un pouvoir calorifique de 12,874 kWh/kg. Il est donc légèrement plus efficace que le butane, dont le pouvoir calorifique est de 12,7 kWh/kg.
Lorsque le propane brûle, il doit toujours y avoir suffisamment d’oxygène disponible. Ce n’est qu’alors qu’il brûle complètement en dioxyde de carbone et en eau. Si la disponibilité d’oxygène est insuffisante, la combustion est incomplète et le dangereux monoxyde de carbone se forme en plus du dioxyde de carbone et de l’eau.
Différence entre le propane (C3H8) et le butane (C4H10)
Bien que les deux gaz soient des gaz liquéfiés avec des domaines d’application similaires, la différence de point d’ébullition des deux gaz détermine leur utilisation. Le propane atteint son point d’ébullition à -42°C, le butane seulement à 0°C environ. Le butane n’est donc pas adapté à une utilisation à basse température, comme pour les grillades hivernales avec un barbecue à gaz ou l’alimentation de chauffages de terrasse, par exemple.
Présence de propane
Le propane est un composant du pétrole et du gaz naturel et s’est formé au cours de millions d’années, en tant que composant de ces deux matières premières fossiles. Le propane est dissous dans le pétrole. Le gaz naturel, qui se compose principalement de méthane, un gaz riche en énergie, présente en outre de plus grandes quantités de gaz associés tels que le propane, le butane, l’éthane et l’éthène.
Le propane est disponible partout où se trouvent des gisements de pétrole ou de gaz naturel.
Production et extraction de propane
L’extraction du gaz propane se fait dans le cadre de forages à proximité de gisements de pétrole et de gaz naturel existants ou nouvellement découverts. La production s’oriente selon qu’il s’agit de propane dissous dans le pétrole brut ou de propane en tant que composant du gaz naturel. Le processus commence dès l’extraction de la source d’énergie fossile dans le puits de forage. De là, le mélange d’hydrocarbures composé de pétrole brut et de gaz est dirigé vers ce que l’on appelle un piège à gaz et séparé.
Production de gaz propane à partir de pétrole
Si le propane est lié au pétrole, il est obtenu dans le cadre de la décomposition du pétrole brut dans la raffinerie. Pour ce faire, le pétrole brut est chauffé. Lorsqu’il atteint son point d’ébullition, les différents hydrocarbures, y compris le propane, se séparent. En fonction de leur point d’ébullition, ils montent plus ou moins haut dans la tour de distillation. Cette tour comporte de nombreux plateaux dont la température décroît vers le haut. Les hydrocarbures peu volatils à haut point d’ébullition se condensent déjà très bas, tandis que les hydrocarbures peu volatils à bas point d’ébullition ne deviennent liquides que plus haut. Les fractions ainsi obtenues peuvent alors être prélevées sous forme de substances raisonnablement pures et stockées ou traitées ultérieurement.
Production de gaz propane à partir de gaz naturel
Environ 60 % du propane est directement extrait lors de la production de pétrole et de gaz naturel. Le propane contenu dans le gaz naturel est souvent séparé directement sur le site de forage et traité en vue d’une utilisation ultérieure.
Traitement et purification du gaz propane
Avant que les gaz obtenus par les différents procédés ne parviennent aux consommateurs, ils sont purifiés en éliminant les impuretés telles que les parts de soufre. Le propane est alors prêt à être conditionné en gaz liquide. Pour ce faire, le gaz propane est versé sous pression dans des réservoirs où il se liquéfie.
Propane produit chimiquement
Depuis de nombreuses années, des recherches sont menées sur la production chimique de propane, avec parfois de bons résultats. Une équipe de recherche de l’Illinois Institute of Technology a réussi à développer un procédé qui convainc par sa grande efficacité. Le dioxyde de carbone est transformé en propane. Pour ce faire, les chercheurs ont mis au point un électrolyseur spécial dans lequel l’énergie électrique est utilisée pour forcer une réaction chimique entre le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, et l’eau, transformant ainsi le dioxyde de carbone en propane.Le procédé n’est pas encore prêt à être commercialisé. Mais dès que cet objectif sera atteint, il s’agira d’un pas important pour s’affranchir de la dépendance aux matières premières fossiles, dont le propane fait partie.
Domaines d’application du propane
Le gaz propane convient à une multitude d’applications. Il est utilisé pour le chauffage et la cuisson, mais aussi comme fluide frigorigène. Le gaz propane, souvent mélangé au gaz butane, est une solution économique, surtout dans les zones rurales qui ne sont pas reliées au réseau de distribution de gaz.
- La cuisson des aliments : Cuisinières à gaz, fours à gaz, barbecues à gaz, réchauds à gaz.
- Chauffage : chauffages au gaz liquide avec réservoir de gaz propre, chauffages de terrasse et chauffages d’auvent via des bouteilles de gaz.
- Fonctionnement des appareils de soudage
- Gaz propulseurs en aérosols
- Carburant pour véhicules sous forme de GPL.
Dans l’industrie, le gaz propane trouve également de nombreuses applications. Notamment dans les processus à forte consommation d’énergie comme la production de verre, de briques, de ciment ou encore dans l’agriculture pour le séchage des céréales ou le chauffage des étables.
Un domaine d’application surtout industriel est la production de SNG, un gaz naturel artificiel. Pour ce faire, le propane (ou le GPL) est mélangé à de l’azote ou à de l’air. Le résultat est un gaz dont la composition est très proche de celle du gaz naturel et qui peut remplacer le gaz naturel normal.
Le gaz propane comme réfrigérant
Le gaz propane n’est pas seulement une source d’énergie importante pour la production de chaleur, il est également utilisé comme réfrigérant dans les pompes à chaleur et les appareils de réfrigération. Ainsi, des chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les systèmes énergétiques solaires viennent de mettre au point une pompe à chaleur pour les maisons individuelles qui permet d’obtenir une puissance de chauffage très élevée avec une quantité minimale de propane. En raison de la faible quantité de propane utilisée, cette pompe à chaleur est adaptée à une installation dans la maison.
En Australie, les systèmes de climatisation des voitures fonctionnent au propane.
Propane pour la production de propylène
Cependant, le gaz propane est également un candidat intéressant pour la production de propylène, comme l’informe une étude publiée dans la revue Nature Catalysis. Il s’agit d’une réaction chimique prometteuse avec le CO2, la déshydrogénation oxydative. Le CO2 doit éliminer l’hydrogène contenu dans le gaz propane, ce qui entraîne la transformation du propane en propylène. Comme de nombreux hydrocarbures insaturés, le propylène est un précurseur important des matières plastiques.
Ce qui est particulièrement intéressant, ce n’est pas seulement le catalyseur développé à cet effet en ce qui concerne l’obtention de propylène à partir de propane, mais les possibilités d’utilisation de ce catalyseur dans le cadre du recyclage du carbone et de la réduction des gaz à effet de serre qui en découle.
Stockage et manipulation sûre du gaz propane
Le stockage du gaz propane s’effectue dans des récipients sous pression spécialement conçus à cet effet, munis d’une cage ou d’un capuchon de protection des soupapes, dans un endroit bien ventilé et dans des conditions qui empêchent la corrosion des récipients. La température maximale de stockage ne doit en aucun cas dépasser 50° C et le lieu de stockage doit être protégé des rayons du soleil. Les récipients de gaz propane doivent toujours être stockés en position verticale et bien protégés contre le renversement.
Étant donné que le gaz propane qui s’est échappé, mélangé à l’air, est hautement inflammable et peut provoquer des explosions, l’équipement électrique du lieu de stockage doit être conforme aux dispositions de protection contre les explosions d’une atmosphère explosive. Le propane pouvant réagir de manière explosive au contact de certaines substances, celles-ci doivent également être exclues. Un stockage avec les substances suivantes ne doit pas avoir lieu en raison des risques. Il ne s’agit que d’un extrait.
- Dioxyde de chlore
- peroxyde de baryum
- gaz oxydants et matières comburantes
- matières liquides inflammables classe de stockage 3
- matières explosives classe d’entreposage 4.1A
- liquides inflammables classe d’entreposage 10
- Matières des classes de stockage 6.1C, 6.1A, 6.1B, 6.1D
Comme tous les gaz, le gaz propane présente un risque d’allumage à distance par des vapeurs rampantes. C’est pourquoi il est important de contrôler régulièrement les soupapes et les réservoirs afin de vérifier qu’ils ne présentent pas de fuites ou de corrosion.
Un lieu de stockage de gaz propane est toujours une zone à risque d’explosion. Le comportement doit donc être adapté en conséquence. Cela vaut pour l’interdiction de souder dans le local de stockage ainsi que pour l’utilisation d’outils produisant des étincelles. Si du gaz propane est utilisé comme gaz de soudage, l’équipement est purgé à l’air libre avec un gaz inerte avant l’introduction du gaz propane.
Manipulation sûre du gaz propane
Dans les locaux où le gaz propane est utilisé, vérifiez régulièrement la concentration de gaz en utilisant des appareils spécialement conçus à cet effet et veillez à prendre des mesures de protection personnelle lors de la manipulation de récipients de gaz propane.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.
- Vêtements de protection antistatiques et ignifuges et chaussures de sécurité.
- En cas de dégagement de gaz propane, il convient de porter une protection respiratoire.
- Lunettes de sécurité avec protection latérale.
- Protection stable des mains lors de la manipulation de bouteilles de gaz comprimé.
Il faut absolument éviter d’inhaler du gaz propane. Si les vêtements sont contaminés par une fuite de gaz, ils doivent être immédiatement changés et aérés dans un endroit bien ventilé, suffisamment éloigné des sources d’inflammation.
Mesures de protection en cas d’urgence
Si du gaz propane s’échappe accidentellement, il faut immédiatement éliminer toutes les sources d’inflammation et veiller à ce que le local soit suffisamment aéré. Parallèlement, il convient d’évacuer la zone à risque et d’empêcher toute nouvelle fuite. L’accès à la pièce se fait avec une protection respiratoire appropriée et un équipement de mesure adéquat afin de mesurer et de surveiller la concentration de gaz contenue dans l’air.
En cas de fuite de gaz propane, qu’il s’agisse de gaz liquide ou de conduites sans pression, n’oubliez pas que le propane est nettement plus lourd que l’air et qu’il s’accumule toujours au niveau du sol ou à l’endroit le plus bas d’un bâtiment. Il faut donc toujours faire preuve de la plus grande prudence lorsqu’on pénètre dans des caves ou d’autres zones basses après une fuite de gaz. En cas de doute, ces zones doivent être dégagées.
Effets du gaz propane sur l’organisme humain
Bien que le gaz propane n’ait pas d’effet toxique comme le monoxyde de carbone ou d’autres gaz, il peut avoir des effets plus ou moins graves sur la santé en cas de contact. Le gaz propane peut soit être absorbé par les voies respiratoires, soit provoquer des lésions par absorption cutanée.
Le propane présente un risque particulier en raison de son poids nettement plus élevé que celui de l’air. De ce fait, le gaz s’accumule toujours dans les zones les plus basses d’une pièce ou d’un bâtiment. Si l’on pénètre dans cette zone, une concentration suffisamment élevée dans l’air respirable peut entraîner des problèmes respiratoires, voire l’asphyxie par manque d’oxygène.
Lésions aiguës dues au gaz propane
Outre le manque d’oxygène déjà mentionné, des troubles du système nerveux central peuvent être la conséquence aiguë du contact avec le gaz propane. Le contact cutané avec le gaz liquéfié peut également entraîner des lésions cutanées dues au froid en raison de l’évaporation rapide du propane à la sortie de la bouteille.
Exposition chronique au propane
Lors d’un contact répété avec des concentrations plus élevées de gaz propane de 8000 ppm ou plus dans l’air ambiant, les volontaires d’une expérience ont présenté un assèchement des muqueuses, une toux, des troubles gastro-intestinaux ou des modifications de la fonction cardiaque. Des irritations cutanées n’ont pu être mises en évidence qu’à la suite d’un contact direct avec le gaz liquéfié.
Premiers secours en cas de contact avec le gaz propane
Si la respiration est affectée parce que le blessé a été exposé à une concentration trop élevée de gaz propane, la personne doit être immédiatement évacuée de la zone dangereuse. En cas de détresse respiratoire, de l’oxygène pur peut être administré. Dans ce cas, il est important d’obtenir immédiatement un traitement médical.
En cas de lésions cutanées dues au froid, les vêtements éventuellement contaminés sont immédiatement retirés avec précaution. Si les vêtements ou des parties de ceux-ci collent à la peau, ils ne doivent pas être retirés.
Détecter le gaz propane dans l’air ambiant
Bien que le gaz propane ne présente pas de danger pour l’homme à des concentrations normales, il peut avoir un effet toxique chronique à des concentrations élevées et en cas d’exposition répétée. Dans certaines conditions, il peut être explosif. Les zones de peau endommagées par le froid sont soigneusement rincées à l’eau tiède, dont la température ne dépasse en aucun cas 40° C, et finalement recouvertes d’un pansement stérile.
Si les lésions dues au froid sont plus étendues, il convient de contacter immédiatement le médecin d’urgence. S’il s’agit de lésions mineures, la personne blessée doit dans tous les cas être présentée à un médecin.
Si du gaz propane pénètre dans l’œil, la première mesure à prendre est de le rincer immédiatement à l’eau fraîche. Ensuite, il est nécessaire de le transporter le plus rapidement possible chez un ophtalmologue.
Afin de permettre au médecin d’administrer le traitement adéquat, il reçoit toutes les informations pertinentes sur le déroulement de l’accident ainsi que sur la cause des blessures.
Détection de gaz propane
Dans le guide du gaz propane, vous avez pu vous informer en détail sur le propane, ses propriétés et la manière de le manipuler en toute sécurité. La fuite de propane, en particulier, comporte différents risques que vous pouvez réduire considérablement en mesurant régulièrement la concentration de gaz.
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Dr. Josef von Stackelberg
Directeur général COMPUR MONITORS GmbH & Co. KG
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