Propan

Rozbalit box

Obsah boxu

Propan je uhlovodík se třemi atomy uhlíku, patřící mezi alkany. Jeho chemický vzorec je C₃H₈. Za standardních podmínek teploty a tlaku je to bezbarvý plyn bez zápachu. Je snadno zkapalnitelný a komerčně se dodává jako zkapalněný ropný plyn (LPG). Propan se přirozeně vyskytuje jako vedlejší produkt při zpracování zemního plynu a rafinaci ropy. Jeho hlavní využití je jako palivo pro vytápění, vaření, ohřev vody a pohon motorových vozidel. V chemickém průmyslu slouží jako surovina pro výrobu propenu a v chladírenství je znám jako ekologické chladivo R-290.

📜 Historie

Propan byl poprvé identifikován francouzským chemikem Marcellinem Berthelotem v roce 1857. K jeho praktickému využití však vedla až práce amerického chemika Dr. Waltera O. Snellinga, který v roce 1910 při studiu benzínu zjistil, že odpařující se plyny jsou právě propan, butan a další uhlovodíky. Snelling vyvinul metodu, jak tyto plyny zkapalnit a bezpečně skladovat.

V roce 1911 prodal svůj patent společnosti Frank Phillips, zakladateli Phillips Petroleum Company, za 50 000 dolarů. Již v roce 1912 se prodával první zkapalněný propan pro domácí použití, konkrétně pro svícení a vaření. Masové rozšíření propanu jako paliva, známého pod zkratkou LPG (Liquefied Petroleum Gas), nastalo po druhé světové válce, kdy se stal populárním zdrojem energie v oblastech bez přístupu k rozvodné síti zemního plynu a také jako alternativní palivo pro automobily.

🧪 Chemické a fyzikální vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Propan je za normálních podmínek bezbarvý plyn, který je přibližně 1,5krát těžší než vzduch. Z tohoto důvodu se při úniku hromadí v nízko položených místech, jako jsou sklepy nebo kanály, což představuje bezpečnostní riziko. Nemá žádný přirozený zápach, proto se do něj pro bezpečnostní účely přidává silně zapáchající látka, nejčastěji ethylmerkaptan, aby bylo možné snadno detekovat únik.

Jednou z klíčových vlastností propanu je jeho snadná zkapalnitelnost. Již při mírném zvýšení tlaku (cca 8–10 atmosfér při pokojové teplotě) nebo snížení teploty na -42,1 °C přechází do kapalného stavu. V kapalném stavu má výrazně menší objem (přibližně 270krát) než v plynném, což umožňuje jeho efektivní skladování a transport v tlakových nádobách.

Chemické vlastnosti

Jako alkan je propan nasycený uhlovodík, což znamená, že obsahuje pouze jednoduché vazby mezi atomy uhlíku. Je poměrně málo reaktivní, ale jeho nejdůležitější chemickou reakcí je spalování (oxidace).

Při dokonalém spalování za dostatečného přístupu kyslíku reaguje propan za vzniku oxidu uhličitého, vodní páry a velkého množství energie (tepla):

C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O

Při nedokonalém spalování (nedostatek kyslíku) mohou vznikat nebezpečné produkty, jako je jedovatý oxid uhelnatý (CO) nebo pevné částice uhlíku (saze).

⚙️ Výroba a zdroje

Propan se nevyrábí cíleně, ale získává se jako vedlejší produkt při zpracování jiných fosilních paliv. Existují dva hlavní zdroje:

Zpracování zemního plynu: Surový zemní plyn obsahuje kromě hlavní složky, methanu, také další uhlovodíky, včetně propanu a butanu. Tyto složky, označované jako NGL (Natural Gas Liquids), se oddělují od methanu předtím, než je plyn vpuštěn do distribuční sítě. Propan se z této směsi izoluje procesem frakční destilace.
Rafinace ropy: Během rafinace ropy se těžší uhlovodíkové frakce štěpí na lehčí a cennější produkty, jako je benzín a nafta. Tento proces, známý jako krakování, produkuje jako vedlejší produkt i propan.

Získaný propan se následně čistí, odorizuje a skladuje v kapalném stavu v tlakových zásobnících.

🔥 Využití

Propan má široké spektrum využití díky své vysoké výhřevnosti, snadné přenositelnosti a relativně čistému spalování.

Palivo (LPG)

Nejběžnější využití propanu je jako palivo, často ve směsi s butanem, pod obchodním názvem LPG.

Domácnosti: Vytápění, vaření na plynových sporácích a grilech, ohřev vody v oblastech bez plynovodu.
Doprava: Jako alternativní palivo pro automobily (tzv. autoplyn). Spalování propanu produkuje méně škodlivých emisí než benzín nebo nafta.
Průmysl a zemědělství: Pohon vysokozdvižných vozíků, vytápění hal, sušení plodin, provoz kogeneračních jednotek.
Rekreace: Palivo pro kempingové vařiče, přenosná topidla a karavany.

Chladivo

Propan je také vysoce účinné a ekologické chladivo s označením R-290. Má nulový potenciál poškozování ozonové vrstvy (ODP = 0) a velmi nízký potenciál globálního oteplování (GWP ≈ 3). Díky těmto vlastnostem nahrazuje starší, škodlivá chladiva (freony) v moderních chladničkách, mrazničkách a klimatizačních systémech. Jeho hlavní nevýhodou je vysoká hořlavost.

Surovina v chemickém průmyslu

Propan je důležitou vstupní surovinou pro petrochemický průmysl. Procesem parního krakování se z něj vyrábí propen (propylen), který je základním stavebním kamenem pro výrobu plastů, zejména polypropylenu.

Pohonné médium

Díky své netoxicitě a stálému tlaku se propan používá jako hnací plyn (propelent) v aerosolových sprejích, například v deodorantech, lacích na vlasy nebo osvěžovačích vzduchu.

⚠️ Bezpečnost a rizika

Přestože je propan při správném zacházení bezpečný, je nutné dodržovat bezpečnostní opatření kvůli jeho specifickým vlastnostem.

Hořlavost a výbušnost: Propan je extrémně hořlavý. Se vzduchem tvoří výbušnou směs v koncentracích od 2,1 % do 9,5 %. Je proto nezbytné zabránit únikům a zajistit, aby se v blízkosti propanových zařízení nenacházely zdroje zapálení (otevřený oheň, jiskry, horké povrchy).
Riziko udušení: Jelikož je těžší než vzduch, může se hromadit v nevětraných prostorech a vytlačit kyslík, což vede k riziku udušení (asfyxie). Prostory, kde se manipuluje s propanem, musí být dobře větrány.
Omrzliny: Při úniku z tlakové nádoby se propan rychle odpařuje a ochlazuje své okolí na teplotu varu (-42 °C). Přímý kontakt s kapalným propanem může způsobit vážné omrzliny.
Tlakové nádoby: Propan se skladuje v tlakových lahvích nebo zásobnících, které musí být pravidelně kontrolovány a chráněny před mechanickým poškozením a vysokými teplotami.

🌍 Dopad na životní prostředí

Propan je považován za relativně ekologické fosilní palivo.

Spalování: Ve srovnání s benzínem, naftou nebo uhlím produkuje při spalování výrazně méně oxidu uhelnatého, oxidů dusíku (NOx), oxidů síry (SOx) a pevných částic. Stále však produkuje oxid uhličitý (CO₂), který je skleníkový plyn.
Chladivo R-290: Jako chladivo má minimální dopad na globální oteplování a nepoškozuje ozonovou vrstvu, což z něj činí jednu z nejekologičtějších voleb v chladírenství.
Úniky do atmosféry: Samotný propan je skleníkový plyn, ale jeho životnost v atmosféře je relativně krátká (dny až týdny), takže jeho přímý dopad na klima je menší než u methanu nebo CO₂.

💡 Pro laiky

Propan si můžete představit jako plyn, který se používá na grilování nebo v kempingových vařičích. Je to "bratranec" zemního plynu, který máte doma v potrubí (to je hlavně methan), a plynu v zapalovači (to je zase butan). Všechny patří do stejné rodiny uhlovodíků.

Klíčový trik s propanem je, že se dá snadno "zmáčknout" do kapalné podoby. V ocelové láhvi, kterou si koupíte, není plyn, ale kapalina. Když otočíte ventilem, tlak se uvolní a kapalina se okamžitě začne měnit zpět na plyn, který pak hoří. Díky tomu se do jedné lahve vejde obrovské množství energie.

Čistý propan vůbec nesmrdí. Ten typický "plynový zápach" je ve skutečnosti přidaná chemikálie (podobná té, kterou vylučuje skunk), která slouží jako varování. Pokud ucítíte tento zápach, víte, že někde uniká plyn a je třeba být opatrný.

Šablona:Aktualizováno