Energie

Les caractéristiques et spécifications du gaz butane et propane

Le butane et le propane font partie de la chaine organique des alcanes (saturés). Le gaz butane et propane sont appelés GPL ou gaz de pétrole liquéfiés. En anglais Liquefied Petroléum Gas. Il faut noter que l'appellation GPL est réservée au butane et au propane car ce sont les deux seuls produits gazeux à la pression atmosphèrique et à 15 °C à pouvoir être liquéfiés à faible pression 1.7 bar à 7.5 bar (0.17 Mpa à 0.75 Mpa -Mégapascal-). 

SOMMAIRE

Le 1er tableau ci-dessous donne les spécifications administratives selon l'arrêté du 28 12 1966 (JO du 13 01 1967) complété et modifié par l'arrêté du 03 09 1979 (JO des 10 et 11 09 1979. Le second tableau donne les caractéristiques physico-chimiques moyennes du butane et du propane.

1. Spécifications administratives du gaz butane 

 L'avantage des GPL est de concentrer sous un volumé réduit (et un emballage plus léger que celui du type gaz comprimé) une réserve d'énergie importante. En effet,  23 à 26 litres de gaz liquide fournissent 178 à 179 kWh.

Détail Butane commercial
Définition du butane et du propane  Mélange d'hydrocarbures composé principalement de butanes et de butènes contenant moins de  19 % de propane et de propène en volume.
Odeur Additif chimique (mercaptan)
Masse volumique  Egale ou supérieure à 0.559 Kg par litre à 15 ° ce qui correspond à 0.513 kg par litre à 50 °d'après les tables de correspondance ASTM.IP.
Norme Norme masse volumique :  NF M41-008
Pression de vapeur relative Inférieure ou égale à 6.9 bar à 50 °C ou 0.69 Mpa (Mégapascal). Norme pression de valeur relative : NF M 41-010
Teneur en soufre Norme NF M 41-009
Composés sulfurés Absence de réaction à l'essai au plombite de sodium (doctor test spécial). Norme Nf M 41-006
Corrosion lame de cuivre 1 b au maximum (1 heure à 37.8 °C norme NF M41-007)
Teneur en eau Absence d'eau séparable par décantation 
Evaporation   Point final d'ébullition inférieur ou égal à 1°C par la méthode dite du point à 95 %

2. Spécifications administratives du gaz propane 

Détail Propane commercial
Définition du butane et du propane  Mélange d'hydrocarbures composé à 90 % de propane, propène et d'éthane, d'éthylène de butanes et de butènes.
Odeur Additif chimique (mercaptan)
Masse volumique  Egale ou supérieure à 0.502 Kg par litre à 15 ° ce qui correspond à 0.443 kg par litre à 50 °d'après les tables de correspondance ASTM.IP.
Norme Norme masse volumique :  NF M41-008
Pression de vapeur relative Au moins égale à 8.3 bar (0.83 Mpa) à 37.8 °C garantissant un minimum de 11.5 bar (1.15 Mpa) à 50 °C et au plus supérieur à 14.4 bar (1.44 Mpa) à 37.8 °C garantissant un maximum de 19.3 bar à 50 °C ou 1.90 Mpa.
Teneur en soufre Inférieure ou égale à 0.005 % en masse
Composés sulfurés Absence de réaction à l'essai au plombite de sodium (doctor test spécial)
Corrosion lame de cuivre  
Teneur en eau Non décelable au bromure de cobalt (Norme NF M41 -004)
Evaporation  Point d'ébullition inférieur ou égal à moins 15°C par la méthode dite du point à 95%

3. Caractéristiques physico-chimiques du butane 

Caractéristiques moyennes du butane et du propane

Les GPL (gaz butane et gaz propane) sont non toxiques, non corrosifs, très fluides tant à l'état liquide qu'à l'état gazeux. Ces deux gaz peuvent dissoudre certaines matières telles que les huiles, graisses, vernis, caoutchouc naturels, etc. 

Caractéristiques Butane commercial
Masse volumique  
A l'état liquide à 15 ° C  0.58 kg/dm3
A l'état gazeux à 15 °C et 1013 mbar 2.44 kg/m3
Densité par rapport à l'air 2.07
Température d'ébullition à 1013 mbar  0°C 
Point de congélation (produit pur) - 138.5°C
Point critique : température 150.8°C
Point critique : pression 38.8 bar (3.88Mpa)
Pression de vapeur relative à +5°C 0.8 bar (0.08 Mpa)
Pression de vapeur relative à + 15 °C 1.7 bar (0.17 Mpa)
Chaleur latente de vaporisation  362 kj ou 100.5 kWh
à +15°C par Kg  ou 86.5 mth
Pouvoir calorifique supérieur (PCS) par kg 49.4 MJ ou 13.7 kWh ou 11.8 th
Pouvoir calorifique supérieur (PCS) par m3  120 MJ ou 33.5 kWh
à 15°C et 1013 mbar  ou 28 th
Pouvoir calorifique inférieur (PCI) par kg 45.6 MJ ou 12.66 kWh ou 10.9 th
Pouvoir calorifique inférieur (PCI) par m3  109.6 MJ ou 30.45 kWh 
à 15 °C et 1013 mbar ou 26.2 th
Pouvoir comburivore  29.5 m3/m3
Pouvoir fumigène * 31.8 m3/m3
Limite d'inflammabilité dans l'air : inférieure 1.8 %
Limite d'inflammabilité dans l'air : supérieure 8.8 %

 *ramené à 15°C eau supposée non condensée

4. Caractéristiques physico-chimiques du gaz propane 

 

Caractéristiques Propane commercial
Masse volumique  
A l'état liquide à 15 ° C  0.51 kg/dm3 
A l'état gazeux à 15 °C et 1013 mbar 1.87 kg/m3 
Densité par rapport à l'air 1.54
Température d'ébullition à 1013 mbar  - 44°C
Point de congélation (produit pur) - 187.7°C 
Point critique : température 97.5°C
Point critique : pression 45.6 bar (0.75 Mpa)
Pression de vapeur relative à +5°C 5.2 bar (0.52 Mpa)
Pression de vapeur relative à + 15 °C 7.5 bar (0.75 Mpa)
Chaleur latente de vaporisation  356 kj ou 98 kWh
à +15°C par Kg  ou 85 mth
Pouvoir calorifique supérieur (PCS) par kg 49.8 MJ ou 13.8 kWh ou 11.9 th
Pouvoir calorifique supérieur (PCS) par m3  93.3 mJ ou 25.8 kWh
à 15°C et 1013 mbar  ou 22.3 th
Pouvoir calorifique inférieur (PCI) par kg 46.0 MJ ou 12.78 kWh ou 11.0 th
Pouvoir calorifique inférieur (PCI) par m3  85.3 MJ ou 23.70 kWh
à 15 °C et 1013 mbar ou 20.4 th
Pouvoir comburivore  23 m3/m3
Pouvoir fumigène * 24.8 m3/m3
Limite d'inflammabilité dans l'air : inférieure 2.4 %
Limite d'inflammabilité dans l'air : supérieure 9.3 %

 *ramené à 15°C eau supposée non condensée

5. Caractéristiques du gaz butane et propane 

Caractéristiques Butane commercialPropane commercial
Température maximum de la flamme dans l'air 1915 °C 1920 °C
Vitesse de propagation de la flamme en cm/seconde 33 32
Température d'auto inflammation dans l'air 525°C 535°C
(Mélange correspondant à une combustion complète)
Composition théorique des produits d'une combustion neutre :
eau condensée : CO2 14 % 13.7 %
Composition théorique des produits d'une combustion neutre :
eau condensée : N2 86 % 86.3 %

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