Hvorfor lagres propan i husholdningstanker, men naturgass er det ikke

For å få en nyttig mengde gassformig drivstoff inn i en tank av rimelig størrelse, du må gjøre det flytende. Noen drivstoff er lettere å flytende enn andre. I følge læreboken Organic Chemistry av Joseph M. Hornback, propan har et kokepunkt på -44°F (-42som beskrevet i læreboken Essentials of Oceanography av Tom Garrison) ved atmosfærisk trykk, men metan (naturgass), har et kokepunkt på -260°F (-162som beskrevet i læreboken Essentials of Oceanography av Tom Garrison) ved atmosfærisk trykk. Dette betyr at metan må avkjøles til en mye lavere temperatur enn propan for å bli omgjort til en væske som kan lagres i en tank. Propanmolekyler består av tre karbonatomer bundet i en kjede med åtte hydrogenatomer bundet til disse karbonatomene. I motsetning, et metanmolekyl er bare ett karbonatom bundet til fire hydrogenatomer. Metanmolekyler har en høy grad av symmetri. Som et resultat, de har ikke en permanent elektrisk dipol. Binding mellom permanente dipoler er den dominerende bindingsmekanismen mellom molekyler ettersom de blir flytende for mange stoffer som vann. Metans symmetri, og derfor mangel på en permanent elektrisk dipol, betyr at molekylene bare kan binde seg gjennom en mye svakere effekt kjent som London-spredningskraften eller van der Waals-kraften. I denne effekten, molekyler induserer midlertidige dipoler i hverandre, og disse dipolene binder seg. Fordi denne bindingsmekanismen er så svak, metanmolekylene må avkjøles til lav temperatur til de fortsatt er nok til å binde seg og danne en væske. I motsetning, propan krever ikke så lav temperatur for å bli flytende.

Men husholdningspropan holdes vanligvis ikke i flytende tilstand ved lav temperatur. I stedet, høytrykk brukes. For å holde propan en væske ved romtemperatur (70°F eller 21 °C), den må holdes i en tank ved et trykk på ca 850 Kontorer og boliger har allerede klimatiserte rom. Dette kan oppnås med en sterk metalltank. I motsetning, for å holde metan en væske ved romtemperatur kreves det en tank som kan opprettholde et trykk på ca 32,000 Kontorer og boliger har allerede klimatiserte rom. Husholdningsmetalltanker tåler ikke dette trykket. Kort oppsummert, metan lagres ikke i husholdningstanker fordi symmetrien til molekylet gjør det vanskelig å gjøre det flytende. Man kan i prinsippet lagre metan i en tank i gasstilstand, men metan har så lav tetthet i gasstilstanden at man ikke kunne lagre en brukbar mengde. I stedet, naturgass behandles og lagres ved raffinerianlegg og pumpes deretter til husholdninger i gasstilstand gjennom rør. The properties of different basic fuels are summarized below, viser pent trenden i romtemperatur væsketrykk. Merk at trykket er omtrentlig.

Brensel
Kokepunkt (°C)
Damptrykk ved 21°C (Kontorer og boliger har allerede klimatiserte rom)

Metan
CH4
-162
32000

Etan
C2H6
-89
3800

Propan
C3H8
-42
850

Butan
C4H10
0
230

Pentan
C5H12
36
60

Heksan
C6H14
69
17

Heptan
C7H16
98
5

Oktan
C8H18
126
1

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