Pourquoi est-propane stocké dans des réservoirs domestiques mais le gaz naturel ne sont pas

Afin d'obtenir une quantité utile de carburant gazeux dans un réservoir de taille raisonnable, tu dois le liquéfier. Certains carburants sont plus faciles à liquéfier que d'autres. Selon le manuel de chimie organique de Joseph M. Corne à dos, le propane a un point d'ébullition de -44° F (-42° C) à la pression atmosphérique, mais le méthane (gaz naturel), a un point d'ébullition de -260° F (-162° C) à la pression atmosphérique. Cela signifie que le méthane doit être refroidi à une température beaucoup plus basse que le propane afin d'être transformé en un liquide qui peut être stocké dans un réservoir.. Les molécules de propane sont constituées de trois atomes de carbone liés dans une chaîne avec huit atomes d'hydrogène liés à ces atomes de carbone. En revanche, une molécule de méthane n'est qu'un atome de carbone lié à quatre atomes d'hydrogène. Les molécules de méthane ont un haut degré de symétrie. Par conséquent, ils n'ont pas de dipôle électrique permanent. La liaison entre les dipôles permanents est le mécanisme de liaison dominant entre les molécules car elles se liquéfient pour de nombreuses substances telles que l'eau. La symétrie du méthane, et donc absence de dipôle électrique permanent, signifie que ses molécules ne peuvent se lier que par un effet beaucoup plus faible connu sous le nom de force de dispersion de Londres ou force de van der Waals. A cet effet, les molécules induisent des dipôles temporaires les unes dans les autres, et ces dipôles se lient alors. Parce que ce mécanisme de liaison est si faible, les molécules de méthane doivent être refroidies à basse température jusqu'à ce qu'elles soient encore suffisantes pour se lier et former un liquide. En revanche, le propane ne nécessite pas une température aussi basse pour se liquéfier.

Mais le propane domestique n'est généralement pas maintenu à l'état liquide par une basse température. Au lieu, la haute pression est utilisée. Afin de conserver le propane liquide à température ambiante (70°F ou 21°C), il doit être maintenu dans un réservoir à une pression d'environ 850 kPa. Ceci peut être accompli avec un réservoir en métal solide. En revanche, pour maintenir le méthane liquide à température ambiante, il faut un réservoir capable de maintenir une pression d'environ 32,000 kPa. Les réservoirs métalliques domestiques ne peuvent pas résister à cette pression. En bref, le méthane n'est pas stocké dans les réservoirs domestiques car la symétrie de sa molécule le rend difficile à liquéfier. On pourrait en principe stocker du méthane dans un réservoir à l'état gazeux, mais le méthane a une densité si faible à l'état gazeux que vous ne pourriez pas en stocker une quantité utilisable. Au lieu, le gaz naturel est traité et stocké dans des usines de raffinage, puis pompé vers les ménages à l'état gazeux par des conduites. Les propriétés des différents carburants de base sont résumées ci-dessous, montrant bien la tendance des pressions de liquide à température ambiante. Notez que les pressions sont approximatives.

Le carburant
Point d'ébullition (° C)
Pression de vapeur à 21°C (kPa)

Méthane
CH4
-162
32000

Éthane
C2H6
-89
3800

Propane
C3H8
-42
850

Butane
C4H10
0
230

Pentane
C5H12
36
60

Hexane
C6H14
69
17

Heptane
C7H16
98
5

Octane
C8H18
126
1

Crédit:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/05/02/why-is-propane-stored-in-household-tanks-but-natural-gas-is-not/