맨위로가기

프로페인

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

프로페인은 상온에서 무색 기체로 존재하는 탄화수소의 일종으로, 주로 가스 연료 및 액화 석유 가스(LPG)의 원료로 사용된다. 1857년 프랑스 화학자 마르셀랭 베르텔로에 의해 처음 합성되었으며, 이후 가솔린 정제 과정에서 발견되어 상업화되었다. 프로페인은 다양한 용도로 사용되며, 연료 외에도 냉매, 용제, 특수 효과, 열기구 연료 등으로 활용된다. 프로페인은 가연성이 높고 공기보다 무거워 누출 시 폭발 위험이 있으므로 취급에 주의해야 한다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 알케인 - 등유
    등유는 석유 분별 증류로 얻는 탄화수소 혼합물로, 연료, 용매, 제트 연료 등으로 사용되며, 흡입 시 치명적일 수 있고, 세계보건기구는 유해한 미세먼지 배출을 이유로 가정용 사용 중단을 권고한다.
  • 알케인 - 뷰테인
    뷰테인은 탄소 4개로 이루어진 알케인으로, 노말 부탄과 아이소부탄 두 가지 이성질체가 존재하며, 액화 석유 가스의 주성분, 연료, 냉매, 에어로졸 추진제, 석유화학 제품 생산 원료 등 다양한 용도로 사용되지만, 과량 흡입 시 질식이나 심한 경우 사망에 이를 수 있는 휘발성 물질이다.
  • 연료 - 주유소
    주유소는 자동차 연료를 공급하는 시설로, 1888년 독일에서 시작되어 자동차 대중화와 함께 발전했으며, 현재는 연료 외 다양한 서비스와 편의시설을 제공하지만 전기차 보급 및 환경 규제로 인해 감소 추세에 있다.
  • 연료 - 헥사메틸렌테트라민
    헥사메틸렌테트라민은 포름알데히드와 암모니아 반응으로 생성되는 유기 화합물로, 페놀 수지 경화제, 요로 방부제, 폭약 제조 원료, 고체 연료, 유기 합성 시약 등 다양한 용도로 사용되지만, 식품 첨가물 사용은 국가별로 다르며 환경 및 건강에 대한 우려도 있다.
  • 냉매 - 수소
    수소는 원자 번호 1번의 화학 원소로 우주에서 가장 풍부하며, 양자역학 발전에 기여했고, 다양한 동위원소를 가지며, 산업적으로 생산되어 여러 분야에 활용되지만, 폭발성과 저장·운송의 어려움으로 안전 관리 및 효율적인 저장 기술 개발이 필요하다.
  • 냉매 - 네온
    네온은 그리스어에서 유래된 무색, 무취, 무미의 비활성 기체로, 저압 방전 시 밝은 붉은색을 내며 네온사인, 레이저, 냉매 등으로 사용된다.
프로페인 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
프로페인의 골격 구조
프로페인의 골격 구조
모든 명시적 탄소와 모든 명시적 수소가 추가된 프로페인의 골격 구조
모든 명시적 탄소와 모든 명시적 수소가 추가된 프로페인의 골격 구조
프로페인의 볼-앤-스틱 모델
프로페인의 볼-앤-스틱 모델
프로페인의 공간 채우기 모델
프로페인의 공간 채우기 모델
IUPAC 명칭프로페인
관용명트리카베인 (권장되지 않음)
식별
CAS 등록번호74-98-6
PubChem6334
ChemSpider ID6094
UNIIT75W9911L6
EC 번호200-827-9
UN 번호1978
KEGGD05625
ChEBI32879
ChEMBL135416
RTECSTX2275000
Beilstein 등록번호1730718
Gmelin 등록번호25044
SMILESCCC
표준 InChI1S/C3H8/c1-3-2/h3H2,1-2H3
표준 InChIKeyATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N
속성
분자식C3H8
겉모습무색 기체
냄새무취
밀도2.0098 kg/m³ (0 °C, 101.3 kPa)
녹는점-187.7 °C
어는점85.5 K
끓는점−42.25 - −42.04 °C
임계점,
용해도47 mg⋅L−1 (0 °C)
LogP2.236
증기압853.16 kPa (21.1 °C)
헨리 상수15 nmol⋅Pa−1⋅kg−1
자기 감수율−40.5 × 10−6 cm3/mol
짝산프로파늄
쌍극자 모멘트0.083 D
열화학
표준 생성 엔탈피−105.2–104.2 kJ⋅mol−1
표준 연소 엔탈피−2.2197–2.2187 MJ⋅mol−1
열용량73.60 J⋅K−1⋅mol−1
위험성
신호어위험
NFPA 704보건: 2
화재: 4
반응성: 0
인화점−104 °C
자연 발화점470 °C
폭발 한계2.37–9.5%
PEL (허용 노출 기준)TWA 1,000 ppm (1,800 mg/m3)
IDLH (즉시 위험한 농도)2,100 ppm
REL (권장 노출 기준)TWA 1,000 ppm (1,800 mg/m3)
관련 화합물
다른 알케인에탄
부탄
아이소부탄
다른 화합물프로펜
알렌 (화학)
사이클로프로페인

2. 역사

1857년, 프랑스 화학자 마르셀랭 베르텔로는 수소화 연구 중 프로페인을 처음으로 합성하였다. 베르텔로는 프로필렌 디브로마이드(C3H6Br2)를 요오드화 칼륨과 물로 가열하여 프로페인을 만들었다.[9][10][11] 1864년에는 에드먼드 로널드에 의해 펜실베이니아산 경질 원유에 녹아 있는 프로페인이 발견되었다.[12][13]

1910년, 미국 광산국(U.S. Bureau of Mines)의 월터 O. 스넬링은 가솔린에서 휘발성 성분으로 프로페인을 발견했다.[15] 이 가벼운 탄화수소의 휘발성 때문에 정제되지 않은 가솔린의 증기압이 높아 "야생"으로 알려지게 되었다. 1912년 3월 31일, ''뉴욕 타임스''는 스넬링의 액화 가스 연구에 대해 보도하며 "강철 병 하나로 일반 가정의 조명에 3주 동안 사용할 가스를 충분히 운반할 수 있다"고 전했다.[14] 스넬링은 프랭크 P. 피터슨, 체스터 커, 아서 커와 협력하여 가솔린 정제 과정에서 LP 가스를 액화하는 방법을 개발했다.[15] 그들은 함께 프로페인의 최초의 상업적 판매 회사인 아메리칸 가솔 회사를 설립했다. 스넬링은 1911년까지 비교적 순수한 프로페인을 생산했으며, 1913년 3월 25일에는 그의 LP 가스 처리 및 생산 방법이 특허 #1,056,845로 등록되었다.[15] 프랭크 피터슨은 압축을 통한 LP 가스 생산 방법을 개발했으며, 그의 특허는 1912년 7월 2일에 부여되었다.[16]

1920년대에는 LP 가스 생산이 증가하여, 1922년의 최초 생산량은 840 m3에 달했다. 1927년에는 연간 판매 LP 가스 생산량이 3,800 m3에 이르렀고, 1935년에는 연간 LP 가스 판매량이 210,000 m3에 도달했다. 1930년대의 주요 산업 발전으로는 철도 탱크차 운송 도입, 가스 냄새 첨가, 지역 병 충전 공장 건설 등이 있었다. 1945년은 연간 LP 가스 판매량이 10억 갤런에 도달한 첫 해였다. 1947년까지 모든 미국의 가정의 62%가 요리를 위해 천연 가스 또는 프로페인을 갖추게 되었다.[15]

1950년에는 시카고 교통국에서 1,000대의 프로페인 연료 버스를 주문했고, 1958년까지 미국의 판매량은 연간 26,000,000 m3에 달했다. 2004년에는 성장하는 80억 달러에서 100억 달러 규모의 산업으로 보고되었으며, 미국에서 연간 57,000,000 m3 이상의 프로페인이 사용되었다.[17]

코로나19 범유행 기간 동안, 미국에서 수요 증가로 인한 프로페인 부족이 보고되었다.[18][19][20]

2. 1. 발견 및 초기 연구

1857년, 프랑스 화학자 마르셀랭 베르텔로는 수소화 연구 중 프로페인을 처음으로 합성하였다. 베르텔로는 프로필렌 디브로마이드(C3H6Br2)를 요오드화 칼륨과 물로 가열하여 프로페인을 만들었다.[9][10][11] 1864년에는 에드먼드 로널드에 의해 펜실베이니아산 경질 원유에 녹아 있는 프로페인이 발견되었다.[12][13]

1910년, 미국 광산국(U.S. Bureau of Mines)의 월터 O. 스넬링은 가솔린에서 휘발성 성분으로 프로페인을 발견했다.[15] 그는 프랭크 P. 피터슨, 체스터 커, 아서 커와 협력하여 가솔린 정제 과정에서 LP 가스를 액화하는 방법을 개발했다.[15] 그들은 함께 프로페인의 최초의 상업적 판매 회사인 아메리칸 가솔 회사를 설립했다. 스넬링은 1911년까지 비교적 순수한 프로페인을 생산했으며, 1913년 3월 25일에는 그의 LP 가스 처리 및 생산 방법이 특허 #1,056,845로 등록되었다.[15][75] 프랭크 피터슨은 압축을 통한 LP 가스 생산 방법을 개발했으며, 그의 특허는 1912년 7월 2일에 부여되었다.[16][76]

1920년대에는 LP 가스 생산이 증가하여, 1922년의 최초 생산량은 223,000 US 갤런 (844 m3)에 달했다. 1927년에는 연간 판매 LP 가스 생산량이 1,000,000 US 갤런 (3,800 m3)에 이르렀고, 1935년에는 연간 LP 가스 판매량이 56,000,000 US 갤런 (210,000 m3)에 도달했다. 1930년대의 주요 산업 발전으로는 철도 탱크차 운송 도입, 가스 냄새 첨가, 지역 병 충전 공장 건설 등이 있었다. 1945년은 연간 LP 가스 판매량이 10억 갤런에 도달한 첫 해였다. 1947년까지 모든 미국의 가정의 62%가 요리를 위해 천연 가스 또는 프로페인을 갖추게 되었다.[15]

1950년에는 시카고 교통국에서 1,000대의 프로페인 연료 버스를 주문했고, 1958년까지 미국의 판매량은 연간 70억 US 갤런 (26,000,000 m3)에 달했다. 2004년에는 성장하는 80억 달러에서 100억 달러 규모의 산업으로 보고되었으며, 미국에서 연간 150억 US 갤런 (57,000,000 m3) 이상의 프로페인이 사용되었다.[17]

코로나19 범유행 기간 동안, 미국에서 수요 증가로 인한 프로페인 부족이 보고되었다.[18][19][20]

2. 2. 상업화 및 발전

1857년, 프로페인은 프랑스 화학자 마르셀랭 베르텔로에 의해 수소화 연구 중 처음으로 합성되었다. 베르텔로는 프로필렌 디브로마이드(C3H6Br2)를 요오드화 칼륨과 물로 가열하여 프로페인을 만들었다.[9][10][11] 1864년에는 에드먼드 로널드에 의해 펜실베이니아산 경질 원유에 녹아 있는 프로페인이 발견되었다.[12][13]

1910년, 미국 광산국(U.S. Bureau of Mines)의 월터 O. 스넬링은 가솔린에서 휘발성 성분으로 프로페인을 발견했다.[15] 이 가벼운 탄화수소의 휘발성 때문에 정제되지 않은 가솔린의 증기압이 높아 "야생"으로 알려지게 되었다. 1912년 3월 31일, ''뉴욕 타임스''는 스넬링의 액화 가스 연구에 대해 보도하며 "강철 병 하나로 일반 가정의 조명에 3주 동안 사용할 가스를 충분히 운반할 수 있다"고 전했다.[14] 스넬링은 프랭크 P. 피터슨, 체스터 커, 아서 커와 협력하여 가솔린 정제 과정에서 LP 가스를 액화하는 방법을 개발했다.[15] 그들은 함께 프로페인의 최초의 상업적 판매 회사인 아메리칸 가솔 회사를 설립했다. 스넬링은 1911년까지 비교적 순수한 프로페인을 생산했으며, 1913년 3월 25일에는 그의 LP 가스 처리 및 생산 방법이 특허 #1,056,845로 등록되었다.[15] 프랭크 피터슨은 압축을 통한 LP 가스 생산 방법을 개발했으며, 그의 특허는 1912년 7월 2일에 부여되었다.[16]

1920년대에는 LP 가스 생산이 증가하여, 1922년의 최초 생산량은 223,000 갤런(840 m3)에 달했다. 1927년에는 연간 판매 LP 가스 생산량이 1,000,000 갤런(3,800 m3)에 이르렀고, 1935년에는 연간 LP 가스 판매량이 56,000,000 갤런(210,000 m3)에 도달했다. 1930년대의 주요 산업 발전으로는 철도 탱크차 운송 도입, 가스 냄새 첨가, 지역 병 충전 공장 건설 등이 있었다. 1945년은 연간 LP 가스 판매량이 10억 갤런에 도달한 첫 해였다. 1947년까지 모든 미국의 가정의 62%가 요리를 위해 천연 가스 또는 프로페인을 갖추게 되었다.[15]

1950년에는 시카고 교통국에서 1,000대의 프로페인 연료 버스를 주문했고, 1958년까지 미국의 판매량은 연간 70억 갤런(26,000,000 m3)에 달했다. 2004년에는 성장하는 80억 달러에서 100억 달러 규모의 산업으로 보고되었으며, 미국에서 연간 150억 갤런(57,000,000 m3) 이상의 프로페인이 사용되었다.[17]

코로나19 범유행 기간 동안, 미국에서 수요 증가로 인한 프로페인 부족이 보고되었다.[18][19][20]

3. 화학적 성질

프로페인은 상온에서 약간 특이한 냄새가 있는 무색 기체로 존재한다.[23][24] 녹는점은 -187.69°C, 끓는점은 -42.07°C이다. 반응성은 낮지만 탈수소 반응을 통하여 프로펜 등을 만들 수 있고, 산화 반응을 통해서 포름알데히드 등을 생성할 수 있다. 물에는 약간 녹고, 알코올에는 중간 정도로 녹는다. 에테르에는 잘 녹는다.

박막 속도 측정법을 사용한 프로페인 불꽃의 고온계측법. 불꽃의 가장 뜨거운 부분은 기저부 근처의 속이 빈 원뿔 모양 영역에 있으며 위를 향한다.


프로페인은 에틸 머캡탄이 냄새제로 추가되어 "썩은 달걀" 냄새가 나기도 한다.[23][24] 상압에서 −42 °C에서 액화되고 −187.7 °C에서 고화된다. 프로페인은 공간군 P21/n에서 결정화된다.[25][26]

다른 알케인과 유사한 방식으로 연소 반응을 겪는다. 과량의 산소가 존재하면 프로페인은 물과 이산화 탄소를 형성하며 연소된다.

:C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O + heat

불완전 연소를 위한 산소가 충분하지 않으면 일산화 탄소, 그을음 (탄소), 또는 둘 다 형성된다.

:C3H8 + 9/2 O2 -> 2 CO2 + CO + 4 H2O + heat

:C3H8 + 2 O2 -> 3 C + 4 H2O + heat

프로페인의 완전 연소는 약 50 MJ/kg의 열을 발생시킨다.[28] 프로페인 연소는 석탄이나 무연 가솔린 연소보다 훨씬 깨끗하며, BTU당 CO2 생산량은 천연 가스와 거의 동일하게 낮다.[27] C-C 결합과 프로필렌 및 부틸렌의 다중 결합은 일반적인 연소 중에 이산화 탄소 및 수증기 외에 유기 배기 가스를 생성하여 가시적인 불꽃으로 연소되도록 한다.

분자량은 44.11이다. 무색이며 가연성을 가지며, 상온에서는 기체이다. 천연 가스의 성분 중 하나이다. CAS 등록 번호는 74-98-6이다. 이성질체는 없다. 산화되면 프로판올이 된다. 폭발 한계는 2.1~9.5vol% (공기 중)이다. 프로판은 공기보다 무거우며(비중 1.5배), 누출 시 바닥면에 체류한다. 액체 프로판은 대기압에서 순식간에 기화하며, 기화 시 열을 빼앗아 수증기를 응축시켜 흰 안개를 생성한다.

3. 1. 물리적 특성

프로페인은 상온에서 약간 특이한 냄새가 있는 무색 기체로 존재한다.[23][24] 녹는점은 -187.69°C, 끓는점은 -42.07°C이다. 물에는 약간 녹고, 알코올에는 중간 정도로 녹으며, 에테르에는 잘 녹는다.8 분자량은 44.11이며, CAS 등록 번호는 74-98-6이다. 이성질체는 없다.

프로페인은 에틸 머캡탄이 냄새제로 추가되어 "썩은 달걀" 냄새가 나기도 한다.[23][24] 상압에서 −42 °C에서 액화되고 −187.7 °C에서 고화된다. 프로페인은 공간군 P21/n에서 결정화된다.[25][26] 낮은 공간 채움은 낮은 융점을 갖는 이유이다.

프로페인은 다른 알칸과 유사한 방식으로 연소 반응을 겪는다. 과량의 산소가 존재하면 프로페인은 물과 이산화 탄소를 형성하며 연소된다. 불완전 연소를 위한 산소가 충분하지 않으면 일산화 탄소, 그을음 (탄소), 또는 둘 다 형성된다. 프로페인의 완전 연소는 약 50 MJ/kg의 열을 발생시킨다.[28] 프로페인 연소는 석탄이나 무연 가솔린 연소보다 훨씬 깨끗하며, 프로페인의 BTU당 CO2 생산량은 천연 가스와 거의 동일하게 낮다.[27] C-C 결합의 존재와 프로필렌 및 부틸렌의 다중 결합은 일반적인 연소 중에 이산화 탄소 및 수증기 외에 유기 배기 가스를 생성한다.

프로판 기체의 고위 발열량은 (2,219.2 ± 0.5) kJ/mol 또는 (50.33 ± 0.01) MJ/kg이다.[28] 저위 발열량은 −2043.455 kJ/mol이다.[29]

프로판 기체의 25 °C (77 °F)에서의 밀도는 1.808 kg/m3로, 같은 온도에서의 공기 밀도의 약 1.5배이다. 액체 프로판의 25 °C (77 °F)에서의 밀도는 0.493 g/cm3이며, 이는 1 미국 액체 갤런당 4.11 파운드 또는 1L당 493 g에 해당한다. 프로판은 10 °F당 1.5% 팽창한다. 따라서 액체 프로판은 60 °F (15.6 °C)에서 약 갤런당 4.2파운드(504 g/L)의 밀도를 갖는다.[30] 프로판의 밀도는 온도에 따라 변한다.[31]

Temperature-Density Curve for Propane
온도-액체/기체 프로판 밀도 곡선


프로판은 산화되면 프로판올이 된다. 폭발 한계는 2.1~9.5vol% (공기 중)이다. 프로판은 공기보다 무거워 누출 시 바닥면에 체류한다. 액체 프로판은 대기압에서 순식간에 기화하며, 기화 시 열을 빼앗아 수증기가 응축되어 흰 안개가 생긴다.

3. 2. 반응성

프로페인은 상온에서 약간 특이한 냄새가 있는 무색 기체로 존재한다. 녹는점은 -187.69°C, 끓는점은 -42.07°C이다.[23][24] 반응성은 낮지만 탈수소 반응을 통하여 프로펜 등을 만들 수 있고, 산화 반응을 통해서 포름알데히드 등을 생성할 수 있다. 물에는 약간 녹고, 알코올에는 중간 정도로 녹는다. 에테르에는 잘 녹는다.

프로페인은 에틸 머캡탄이 냄새제로 추가되어 "썩은 달걀" 냄새가 난다.[23][24] 상압에서 −42 °C에서 끓는점 이하로 액화되고 −187.7 °C에서 녹는점 이하로 고화된다. 프로페인은 공간군 P21/n에서 결정화된다.[25][26]

다른 알칸과 유사한 방식으로 연소 반응을 겪는다. 과량의 산소가 존재하면 프로페인은 물과 이산화 탄소를 형성하며 연소된다.

:C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O + heat

불완전 연소를 위한 산소가 충분하지 않으면 일산화 탄소, 그을음 (탄소), 또는 둘 다 형성된다.

:C3H8 + 9/2 O2 -> 2 CO2 + CO + 4 H2O + heat

:C3H8 + 2 O2 -> 3 C + 4 H2O + heat

프로페인의 완전 연소는 약 50 MJ/kg의 열을 발생시킨다.[28] 프로페인 연소는 석탄이나 무연 가솔린 연소보다 훨씬 깨끗하며, BTU당 CO2 생산량은 천연 가스와 거의 동일하게 낮다.[27] C-C 결합과 프로필렌 및 부틸렌의 다중 결합은 일반적인 연소 중에 이산화 탄소 및 수증기 외에 유기 배기 가스를 생성하여 가시적인 불꽃으로 연소되도록 한다.

분자량은 44.11이다. 무색이며 가연성을 가지며, 상온에서는 기체이다. 천연 가스의 성분 중 하나이다. CAS 등록 번호는 74-98-6이다. 이성질체는 없다. 산화되면 프로판올이 된다. 폭발 한계는 2.1~9.5vol% (공기 중)이다. 프로판은 공기보다 무거우며(비중 1.5배), 누출 시 바닥면에 체류한다. 액체 프로판은 대기압에서 순식간에 기화하며, 기화 시 열을 빼앗아 수증기를 응축시켜 흰 안개를 생성한다.

4. 제조

프로페인은 천연 가스 처리와 석유 정제의 두 가지 공정에서 부생성물로 생산된다.[41] 천연 가스 처리 과정에는 원료 가스에서 부탄, 프로페인 및 대량의 에테인을 제거하여 천연 가스 파이프라인에서 이러한 휘발성 물질의 응축을 방지하는 것이 포함된다. 정유 공장에서는 석유를 크래킹하여 가솔린 또는 난방유로 만드는 과정에서 프로페인이 생성된다.

프로페인 생산은 부생성물의 특성을 띠기 때문에 수요 증가에 맞춰 공급량을 쉽게 조정할 수 없다. 미국 프로페인의 약 90%는 국내에서 생산되며,[41] 매년 소비되는 프로페인의 약 10%를 수입한다. 수입 프로페인의 약 70%는 파이프라인과 철도를 통해 캐나다에서, 나머지 30%는 해상 운송을 통해 다른 국가에서 들어온다.

북미 지역의 프로페인은 원유에서 분리된 후 앨버타의 포트 사스캐처원, 텍사스의 몽 벨뷰, 캔자스의 컨웨이 등 거대한 염 동굴에 저장된다.[57]

프로페인은 천연 가스 프로세싱, 석유의 분별 증류 또는 분자량이 큰 알칸의 크래킹으로 얻을 수 있다. 천연 가스 프로세싱은 기체 상태의 천연 가스에서 융점(응축점)의 차이를 이용하여 프로페인과 부탄을 분리하는 방법이다. 또한, 석유 정제 과정에서 가솔린이나 등유의 부생성물로 얻을 수도 있다. 끓는점은 -42.1 °C이며, LPG에 사용되는 가스 중에서 가장 끓는점이 낮다.

일본에서는 프로페인 소비량의 약 4분의 3을 수입하며, 국산 프로페인은 주로 원유 (99.7%가 수입)의 분별 증류에 의해 생산된다. 셰일 가스 개발이 진행됨에 따라 2017년에는 LPG (후술)의 55%가 미국으로부터 수입된다.[69]

5. 용도

가스통에 담긴 LPG. 미국에서는 도시 지역의 바비큐에 이와 같은 소형 가스통이 많이 사용된다.


프로페인은 주로 가스 연료로 사용된다. LPG로 판매되는 경우가 많다. LPG는 프로페인에 프로필렌, 부탄, 부틸렌을 혼합한 것이다. 또한, 공업용 무취 가스 외에는 안전을 위해 에탄티올이 착취제로 첨가된다.

LPG는 주방용, 급탕용, 공조용 열원으로 사용된다. 도시 가스와는 달리 공급 시에는 LPG 가스통을 사용하는 경우가 많으며, 판매업자가 정기적으로 LPG 가스통을 교환한다.

또한, LPG는 운송 부문에서도 사용된다. LPG 자동차 중에서는 택시가 가장 많으며, 2004년 LPG 자동차 대수(29만 대) 중 약 24만 대를 LPG 택시가 차지하고 있다. 세계적으로는 2006년 현재 약 1145만 대가 LPG를 이용하고 있다.

프로페인은 가스 흡수식 냉동기의 냉매로도 사용되며, 냉매 번호는 R-290이다[70]。미국 Sevel사는 프로페인 가스를 냉매로 하는 가스 흡수식 냉동기를 판매하고 있다. 이 냉동기는 고효율이며, 가동 시 전력을 필요로 하지 않는다. 1930년대부터 판매되고 있지만 현재도 이용 가능하며, 구동 부분이 없기 때문에 유지 보수가 거의 필요 없다. 또한, 미국 유니레버사는 프로페인 냉매의 친환경적인 이용 방법을 개발 중이다。

21세기에 들어 오존층 파괴 문제와 지구 온난화 대책의 관점에서 대체 프레온을 포함한 프레온류의 이용에 규제가 이루어지고 있지만, 프로페인 등 원래 자연계에 있는 물질을 "자연 냉매"로 활용하려는 움직임도 있다[71]。한편, 이러한 움직임에 편승하여 기존 냉동기의 프레온 냉매를 프로페인 등으로 대체하는 것에 대해서는, 설계와 다른 냉매로 작동시키는 것에 따른 문제나, 프로페인의 가연성에 의한 폭발 등의 위험성이 있어, 고압 가스 안전 관리법의 규제 대상이 되므로 주의가 요구되고 있다[72][73]。

많은 화합물이 프로페인의 유도체이기는 하나, 프로페인을 다른 화합물의 합성에 사용하는 경우는 적다. 프로페인은 다음과 같은 용도로 사용된다.

5. 1. 연료

프로페인은 액화 석유 가스(LPG)의 성분으로, 단독 또는 프로펜, 뷰테인, 부탄, 펜테인 등과 섞여 연료로 사용된다.[40] 주로 다른 연료를 수송하기 곤란한 경우나 휴대용 화로에서 많이 사용되며 연소 반응은 다음과 같다.

: C3H8 (''g'') + 5O2 (''g'') ⟶ 3CO2 (''g'') +4H2O (''l'')

액화 석유 가스의 주성분이 프로페인일 경우 프로페인 가스라고도 하며, 프로페인과 프로펜이 전체의 절반 정도를 차지하고, 뷰테인과 뷰텐이 30% 이내로 함유되어 있다. 낮은 끓는점(-42°C) 덕분에 바비큐와 휴대용 스토브에 널리 사용되며, 압력 용기에서 방출되는 즉시 기화되므로 기화기가 필요 없고 간단한 계량 노즐만으로 충분하다.

프로판 저장을 위한 가정용 구형 강철 압력 용기


프로판은 천연가스 파이프라인이 없는 인구 희소 지역에서 가정 난방 및 비상 발전용으로 사용된다.[40] 북아메리카와 호주 북부의 농촌 지역에서는 축산 시설, 곡물 건조기 등에 사용되며, 2014년 기준 미국 620만 가구가 프로판을 주요 난방 연료로 사용한다.[41]

프로판은 가솔린과 경유에 이어 세계에서 세 번째로 인기 있는 차량 연료이며, 세계 다른 지역에서는 오토가스로 알려져 있다.[43] 2007년 기준 전 세계적으로 약 1,300만 대의 차량이 오토가스를 사용했다.[43] 자동차에서 프로판은 적당한 압력에서 액체 상태를 유지하므로 빠른 재충전 시간, 저렴한 연료통 제작, 가솔린의 절반 정도 가격이라는 장점이 있다. 옥탄가는 110으로 비교적 높다.

프로페인은 주로 가스 연료로 사용되며, LPG로 판매되는 경우가 많다. LPG는 프로페인에 프로필렌, 부탄, 부틸렌을 혼합한 것이며, 안전을 위해 에탄티올이 착취제로 첨가된다.

LPG는 주방용, 급탕용, 공조용 열원으로 사용되며, 도시 가스와는 달리 LPG 가스통을 사용하며 판매업자가 정기적으로 교환한다. LPG는 운송 부문에서도 사용되며, LPG 자동차 중 택시가 가장 많다.

프로페인은 가스 흡수식 냉동기의 냉매로도 사용되며(냉매 번호 R-290),[70] 고효율이며 가동 시 전력을 필요로 하지 않는다. 오존층 파괴 문제와 지구 온난화 대책으로 대체 프레온을 포함한 프레온류 규제가 이루어지면서, 프로페인 등 자연계 물질을 "자연 냉매"로 활용하려는 움직임이 있다.[71]

5. 2. 냉매



순수하고 건조한 "아이소프로페인" 혼합물 [프로페인(R-290)과 아이소부테인(R-600a)의 혼합물]은 적절하게 제작된 압축기 기반 냉동 시스템에서 순환 냉매로 사용될 수 있다.[32] 프로페인은 오존층 파괴 지수가 무시할 정도로 작고, 매우 낮은 지구 온난화 지수 (GWP 값 0.072,[33] 이산화탄소의 GWP보다 13.9배 낮음)를 가지며, 기존의 고정식 냉동 및 에어컨 시스템에서 R-12, R-22, R-134a 및 기타 염화불화탄소 또는 수소불화탄소 냉매를 기능적으로 대체할 수 있다.[34] 지구 온난화 효과가 현재 냉매보다 훨씬 적기 때문에, 프로페인은 2015년 EPA에서 가연성을 처리하도록 특별히 설계된 시스템에서 사용하도록 승인한 5가지 대체 냉매 중 하나로 선정되었다.[35]

원래 가연성이 없는 냉매를 사용하도록 설계된 시스템에서 가연성 탄화수소를 사용하면 화재나 폭발의 심각한 위험을 초래한다는 이유로 자동차 에어컨 시스템에서 널리 금지되거나 권장되지 않는다.[36] 탄화수소 냉매 공급업체와 지지자들은 탄화수소로 채워진 차량 에어컨 시스템의 수에 비해 그러한 사고가 극히 적다는 이유로 그러한 금지에 반대한다.[37][38]

프로페인은 독립형 냉동 시스템을 제공하는 데 중요한 역할을 하며, 가스 흡수식 냉장고의 에너지원으로 사용되며 캠핑 및 레크리에이션 차량에 일반적으로 사용된다. 프로페인을 열 펌프의 냉매로 사용하는 것도 제안되었다.[39]

프로페인은 가스 흡수식 냉동기의 냉매로도 사용되며, 냉매 번호는 R-290이다[70]。미국 Sevel사는 프로페인 가스를 냉매로 하는 가스 흡수식 냉동기를 판매하고 있다. 이 냉동기는 고효율이며, 가동 시 전력을 필요로 하지 않는다. 1930년대부터 판매되고 있지만 현재도 이용 가능하며, 구동 부분이 없기 때문에 유지 보수가 거의 필요 없다.

21세기에 들어 오존층 파괴 문제와 지구 온난화 대책의 관점에서 대체 프레온을 포함한 프레온류의 이용에 규제가 이루어지고 있지만, 프로페인 등 원래 자연계에 있는 물질을 "자연 냉매"로 활용하려는 움직임도 있다[71]。한편, 이러한 움직임에 편승하여 기존 냉동기의 프레온 냉매를 프로페인 등으로 대체하는 것에 대해서는, 설계와 다른 냉매로 작동시키는 것에 따른 문제나, 프로페인의 가연성에 의한 폭발 등의 위험성이 있어, 고압 가스 안전 관리법의 규제 대상이 되므로 주의가 요구되고 있다[72][73]。

5. 3. 기타

많은 화합물이 프로페인의 유도체이기는 하나, 프로페인을 다른 화합물의 합성에 사용하는 경우는 적다. 프로페인은 다음과 같은 용도로 사용된다.

  • 액화 석유 가스
  • 윤활유 정제용 용제
  • 냉매
  • 프로페인은 토치 램프의 주요 가연성 가스이며, 납땜에 사용된다.
  • 프로페인은 산소-연료 용접 및 절단에 사용된다. 프로페인은 아세틸렌만큼 내부 콘에서 뜨겁게 연소되지 않으므로 용접에 드물게 사용된다. 그러나 프로판은 외부 콘에서 입방 피트당 매우 높은 BTU를 가지므로, 적절한 토치(인젝터 스타일)를 사용하면 아세틸렌보다 더 빠르고 깨끗한 절단이 가능하며 아세틸렌보다 가열 및 굽힘에 훨씬 더 유용하다.
  • 프로판은 증기 분해에서 기본 석유화학 물질 생산의 원료로 사용된다.
  • 프로페인은 열기구의 주요 연료이다.
  • 탄화 규소를 증착하기 위해 반도체 제조에 사용된다.
  • 프로페인은 놀이공원 및 영화 제작에서 폭발 및 기타 특수 효과를 위한 저렴하고 고에너지 연료로 일반적으로 사용된다.
  • 프로페인은 발사체의 확장을 통해 추진제로 사용된다. 가스에 점화하지 않는다. 액화 가스를 사용하면 압축 가스에 비해 실린더당 더 많은 발사 횟수를 얻을 수 있다.
  • 프로판은 요리 연료로도 사용된다.
  • 프로판은 쉐이빙 크림과 방향제를 포함한 많은 가정용 에어로졸 스프레이의 추진제로 사용된다.
  • 프로판은 프로필렌 생산을 위한 유망한 원료이다.
  • 액화 프로판은 동물성 지방 및 식물성 오일 추출에 사용된다.[45]

2 kg 용량의 2012형 실린더와 0.34 kg 용량의 2000형 프로판 실린더; 일반적으로 캠핑 장비와 작업장의 취미 프로젝트에 사용되는 크기


프로페인은 주로 가스 연료로 사용된다.

LPG로 판매되는 경우가 많다. LPG는 프로페인에 프로필렌, 부탄, 부틸렌을 혼합한 것이다. 또한, 공업용 무취 가스 외에는 안전을 위해 에탄티올이 착취제로 첨가된다.

LPG는 주방용, 급탕용, 공조용 열원으로 사용된다. 도시 가스와는 달리 공급 시에는 LPG 가스통을 사용하는 경우가 많으며, 판매업자가 정기적으로 LPG 가스통을 교환한다.

또한, LPG는 운송 부문에서도 사용된다. LPG 자동차 중에서는 택시가 가장 많으며, 2004년 LPG 자동차 대수(29만 대) 중 약 24만 대를 LPG 택시가 차지하고 있다. 세계적으로는 2006년 현재 약 1145만 대가 LPG를 이용하고 있다.

프로페인은 가스 흡수식 냉동기의 냉매로도 사용되며, 냉매 번호는 R-290이다[70]。미국 Sevel사는 프로페인 가스를 냉매로 하는 가스 흡수식 냉동기를 판매하고 있다. 이 냉동기는 고효율이며, 가동 시 전력을 필요로 하지 않는다. 1930년대부터 판매되고 있지만 현재도 이용 가능하며, 구동 부분이 없기 때문에 유지 보수가 거의 필요 없다.

21세기에 들어 오존층 파괴 문제와 지구 온난화 대책의 관점에서 대체 프레온을 포함한 프레온류의 이용에 규제가 이루어지고 있지만, 프로페인 등 원래 자연계에 있는 물질을 "자연 냉매"로 활용하려는 움직임도 있다[71]。한편, 이러한 움직임에 편승하여 기존 냉동기의 프레온 냉매를 프로페인 등으로 대체하는 것에 대해서는, 설계와 다른 냉매로 작동시키는 것에 따른 문제나, 프로페인의 가연성에 의한 폭발 등의 위험성이 있어, 고압 가스 안전 관리법의 규제 대상이 되므로 주의가 요구되고 있다[72][73]。

6. 위험성

프로페인은 인화성이 매우 강하므로 주의해서 다루어야 한다. 프로페인은 공기보다 무거워 누출될 경우 바닥에 쌓이며, 폭발 한계를 쉽게 넘을 수 있어 주의해야 한다.[51]

흡입 시 산소 부족으로 인해 숨 가쁨, 정신적 경계심 감소, 근육 조정 손상, 판단력 상실, 감각 저하, 정신적 불안정, 피로 등을 유발할 수 있다. 심할 경우 발작, 혼수상태, 사망에 이를 수 있으며, 임산부의 산소 부족은 태아 발육에 지장을 줄 수 있다.[51] 흡입제(Intoxicative inhalant)로 남용될 경우, 저산소증(hypoxia (medical)), 폐렴, 심부전 또는 심정지를 유발할 수 있다.[52][53]

피부와 눈에 액체가 접촉하면 동상과 유사한 화상을 입을 수 있다. 상온에서 압력을 가하여 저장되는 프로페인과 그 혼합물은 대기압에서 플래시 증발하여 물의 어는점보다 훨씬 낮은 온도로 냉각된다. 이 차가운 가스는 동상을 유발할 수 있다.

프로페인은 공기보다 밀도가 높아 누출 시 밀폐된 공간에 가라앉아 폭발 및 화재의 위험이 있다. 이러한 특성 때문에 프로페인은 일반적으로 보트 연료로 부적합하다. 2007년, 폭발사고로 4명이 사망하고 편의점이 파괴되는 사건이 발생했다.[54][55]

프로페인 저장 및 운송과 관련된 또 다른 위험은 비등 액체 팽창 증기 폭발(BLEVE)이다. 1973년 미국 애리조나주 킹먼에서 프로페인 이송 중 발생한 킹먼 폭발로 12명이 사망하고 수많은 부상자가 발생했다.[56]

7. 한국 내 현황

8. 환경 문제

8. 1. 대안

8. 1. 1. 종류

요약이 비어있고, 원본 소스 또한 비어있으므로, '종류' 섹션에 대한 내용을 생성할 수 없습니다.

참조

[1] 서적 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book) The Royal Society of Chemistry 2014
[2] GESTIS
[3] 논문 Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Propane
[4] PGCH
[5] 웹사이트 PROPANE – CAMEO Chemicals – NOAA http://cameochemical[...] NOAA Office of Response and Restoration, US GOV
[6] 웹사이트 Fuels https://www.globalfu[...] 2022-04-12
[7] 웹사이트 The difference between butane and propane https://www.calor.co[...] Calor Gas Ltd UK
[8] 웹사이트 Propane https://vasa.org.au/[...] 2024-05-11
[9] 서적 Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences https://books.google[...] Académie des Sciences
[10] 서적 Acetylene and Its Polymers : 150+ Years of History Springer
[11] 간행물 Substitutions inverses https://gallica.bnf.[...] Victor Masson
[12] 서적 Treatise on Chemistry Macmillan
[13] 서적 Dictionary of Chemistry
[14] 뉴스 GAS PLANT IN STEEL BOTTLE.; Dr. Snelling's Process Gives Month's Supply in Liquid Form. https://query.nytime[...] 2007-12-22
[15] 웹사이트 The History of Propane https://web.archive.[...] 2007-12-22
[16] 논문 The First Fifty Years of LP-Gas: An Industry Chronology https://web.archive.[...] 1962-01
[17] 웹사이트 Fact Sheet – The History of Propane https://web.archive.[...] 2007-12-22
[18] 웹사이트 Propane shortage: An unexpected side effect of the pandemic and restaurant mandates https://www.wkyt.com[...] 2020-12-07
[19] 웹사이트 Southwest Louisiana is experiencing a propane supply shortage https://www.kplctv.c[...] 2021-01-14
[20] 웹사이트 Pandemic is creating an increase in demand for propane, as some homeowners struggle to get some https://www.wbay.com[...] 2020-12-06
[21] 웹사이트 Online Etymology Dictionary entry for propane http://www.etymonlin[...] Etymonline.com 2010-10-29
[22] 서적 Webster's Revised Unabridged Dictionary http://www.websters1[...] G. & C. Merriam 2023-12-31
[23] 보고서 Odor fade in natural gas and propane U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health 2021
[24] 웹사이트 What to do if You Smell Propane Gas https://portal.ct.go[...]
[25] 웹사이트 geometry of crystalline propane https://log-web.de/c[...]
[26] 논문 The melting point alternation in the short-chain n-alkanes: Single-crystal X-ray analyses of propane at 30 K and of n-butane to n-nonane at 90 K
[27] 웹사이트 How much carbon dioxide is produced when different fuels are burned https://www.eia.gov/[...] 2019-03-25
[28] 웹사이트 Calorimetric determination of the heats of combustion of ethane, propane, normal butane, and normal pentane https://archive.org/[...] NIST Standard Reference Data
[29] 서적 Thermodynamics: An Engineering Approach McGraw Hill 2006
[30] 논문 Propylene Production by Propane Dehydrogenation (PDH) https://www.slidesha[...] 2019-05
[31] 논문 LPG Accounting Specificity During ITS Storage and Transportation 2019
[32] 논문 Experimental investigation of R600a as a low GWP substitute to R134a in the closed-loop two-phase thermosyphon of the mini thermoelectric refrigerator https://www.scienced[...] 2023-08-10
[33] 보고서 Climate Change 2021 – The Physical Science Basis https://www.ipcc.ch/[...]
[34] 웹사이트 European Commission on retrofit refrigerants for stationary applications https://web.archive.[...] 2010-10-29
[35] 웹사이트 Why Your Fridge Pollutes and How It's Changing https://www.national[...] National Geographic 2015-03-06
[36] 웹사이트 U.S. EPA hydrocarbon-refrigerants FAQ http://www.epa.gov/o[...] Epa.gov 2010-10-29
[36] 웹사이트 Compendium of hydrocarbon-refrigerant policy statements, October 2006 https://web.archive.[...] 2006-10-01
[36] 웹사이트 MACS bulletin: hydrocarbon refrigerant usage in vehicles http://www.autoacfor[...] 2010-10-29
[36] 웹사이트 Society of Automotive Engineers hydrocarbon refrigerant bulletin http://www.sae.org/n[...] Sae.org 2005-04-27
[36] 웹사이트 Shade Tree Mechanic on hydrocarbon refrigerants http://www.shadetree[...] Shadetreemechanic.com 2005-04-27
[36] 웹사이트 Saskatchewan Labour bulletin on hydrocarbon refrigerants in vehicles http://www.labour.go[...] Labour.gov.sk.ca 2010-06-29
[36] 웹사이트 VASA on refrigerant legality & advisability https://web.archive.[...]
[36] 웹사이트 Queensland (Australia) government warning on hydrocarbon refrigerants http://www.energy.ql[...] Energy.qld.gov.au
[37] 웹사이트 New South Wales (Australia) Parliamentary record, 16 October 1997 http://www.parliamen[...] Parliament.nsw.gov.au 1997-10-16
[38] 웹사이트 New South Wales (Australia) Parliamentary record, 29 June 2000 http://www.parliamen[...] Parliament.nsw.gov.au
[39] 웹사이트 Scientists back propane in heat pumps https://www.coolingp[...] 2023-03-18
[40] 논문 Gas and Propane Combustion from Stoves Emits Benzene and Increases Indoor Air Pollution 2023-06-15
[41] 웹사이트 2016 Propane Market Outlook https://www.afdc.ene[...] Propane Education and Research Council 2018-01-19
[42] 웹사이트 Community Propane Systems {{!}} Propane.com https://propane.com/[...]
[43] 웹사이트 Autogas http://www.propaneco[...] PERC
[44] 웹사이트 Facts About Propane: America's Exceptional Energy http://www.allpropan[...] National Propane Gas Association 2001-04-01
[45] 서적 Solvents
[46] 웹사이트 ASTM D1835 - 16 Standard Specification for Liquefied Petroleum (LP) Gases http://www.astm.org/[...]
[47] 웹사이트 Amerigas Material Safety Data Sheet for Odorized Propane http://www.amerigas.[...]
[48] 웹사이트 Suburban Propane Material Safety Data Sheet for Commercial Odorized Propane http://www.suburbanp[...]
[49] 웹사이트 Liquefied Petroleum Gas Market Outlook 2008–2017 http://www.energia.g[...] Mexican Ministry of Energy
[50] 웹사이트 Propane Vapor Pressure http://www.engineeri[...]
[51] 웹사이트 Propane https://www.cdc.gov/[...] The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)
[52] 웹사이트 Inhalants – Facts and Statistics http://www.gdcada.or[...] Greater Dallas Council on Alcohol & Drug Abuse 2006-03-04
[53] 웹사이트 Inhalants http://www.inhalants[...] National Inhalant Prevention Coalition 2020-05-30
[54] 웹사이트 Little General Store Propane Explosion https://www.csb.gov/[...] US Chemical Safety and Hazard Investigation Board 2008-09-25
[55] 웹사이트 Investigation Report:Little General Store-Propane Explosion (four killed, six injured) https://www.csb.gov/[...] 2008-09-25
[56] 웹사이트 The Disaster Story http://kingmanhistor[...] Kingman Historic District
[57] 웹사이트 Salt Cavern Information Center http://web.ead.anl.g[...]
[58] 웹사이트 Heating Oil and Propane Prices http://www.eia.gov/d[...] 2013-11-12
[59] 웹사이트 Current Propane Prices http://propanedeal.c[...] 2013-11-12
[60] 웹사이트 East Coast Heating Oil and Propane Prices http://www.eia.gov/d[...] 2013-11-12
[61] 웹사이트 Midwest Heating Oil and Propane Prices http://www.eia.gov/d[...] 2013-11-12
[62] 웹사이트 Residential Propane: Weekly Heating Oil and Propane Prices (October – March) http://www.eia.gov/d[...] 2015-12-12
[63] 웹사이트 Residential Propane: Weekly Heating Oil and Propane Prices (October – March) http://www.eia.gov/d[...] 2018-08-11
[64] 서적 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book) The Royal Society of Chemistry 2014
[65] GESTIS
[66] 논문 Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Propane
[67] PGCH
[68] 웹사이트 PROPANE – CAMEO Chemicals – NOAA http://cameochemical[...] NOAA Office of Response and Restoration, US GOV
[69] 웹사이트 LPガス事業の現在：供給 http://www.j-lpgas.g[...] 日本LPガス協会 2019-07-26
[70] 웹사이트 ASHRAE Refrigerant Designations https://www.ashrae.o[...] アメリカ暖房冷凍空調学会 2017-09-03
[71] 웹사이트 12. 自然冷媒（Natural Refrigerant) http://www.jsrae.or.[...] 2017-09-03
[72] 웹사이트 警告！！指定以外の冷媒を使用しない！！ https://www.jraia.or[...] 2017-09-03
[73] 웹사이트 冷凍・空調機器に自然冷媒を使用する場合の注意喚起について http://www.pref.ibar[...] 2017-09-03
[74] 저널 The First Fifty Years of LP-Gas: An Industry Chronology http://www.npga.org/[...] 1962-01
[75] 웹사이트 The History of Propane http://www.npga.org/[...] 2007-12-22
[76] 저널 The First Fifty Years of LP-Gas: An Industry Chronology http://www.npga.org/[...] 1962-01
[77] 서적 Nomenclature of Organic Chemistry : IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013 (Blue Book) The Royal Society of Chemistry 2014
[78] GESTIS
[79] 저널 Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Propane
[80] PGCH
[81] 웹인용 PROPANE – CAMEO Chemicals – NOAA http://cameochemical[...]


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com