Propano – características, aplicaciones industriales

Características generales del propano.

El propano es el tercer compuesto de la serie homóloga de los alcanos, con la fórmula molecular C ₃ H ₈ . Está formado por tres átomos de carbono y ocho átomos de hidrógeno. Todos los enlaces presentes en la molécula de propano están saturados. El propano suele almacenarse en forma líquida en tanques presurizados. Cuando se vacía el cilindro, el propano líquido se evapora debido a una caída de presión y cambia a estado gaseoso. Es un gas incoloro e inodoro, por lo que muy a menudo se le añade un odorante. El olor característico permite detectar rápidamente fugas o fugas de gas en las instalaciones de gas. Al igual que otros alcanos, el propano tiene una baja reactividad química, lo que garantiza que su estructura permanezca sin cambios durante el almacenamiento. El vapor de propano es más pesado que el aire, por lo que tiende a caer y asentarse cerca del suelo.

Propiedades físico-químicas del propano.

• gas incoloro e inodoro
• insoluble en agua
• Se disuelve bien en etanol y éter dietílico.
• forma una mezcla explosiva con el aire
• densidad mayor que la del aire
• gas no tóxico

Los mayores volúmenes de propano provienen directamente del procesamiento de petróleo y gas . Suele extraerse del petróleo crudo mediante destilación, en forma de mezcla con butano. Como combustible fósil, el propano se encuentra a menudo junto a otros gases como el metano , el etano o el butano . A escala de laboratorio, normalmente se obtiene mediante síntesis utilizando, por ejemplo, butironitrilo y sodio. Además, el propano también se puede obtener como subproducto del refinado del diésel renovable. En el futuro, si la industria de la calefacción utiliza cada vez más diésel renovable como combustible, la producción de propano puede volverse cada vez más importante, lo que a su vez hará del propano un combustible alternativo respetuoso con el medio ambiente . Además, el gas no es perjudicial para el medio ambiente. En caso de derrame o liberación, no representa ningún riesgo para el suelo, las aguas superficiales o subterráneas. Como ocurre con los demás alcanos , el propano sufre principalmente reacciones de combustión. Dependiendo de la cantidad de oxígeno involucrado en el proceso, se distingue entre reacciones de combustión completa e incompleta . En el primer caso (con un suministro ilimitado de oxígeno), los productos son dióxido de carbono y agua. Es el más beneficioso a nivel energético. En el otro caso (suministro limitado de oxígeno), la reacción produce óxido de carbono (II) –el venenoso monóxido de carbono– y agua, o carbono elemental y agua. Además de las reacciones de combustión, el propano también reacciona con los halógenos . En la práctica, suelen ser moléculas de cloro o bromo. Estas reacciones tienen un mecanismo radical y todo el proceso es iniciado por la luz. Durante la cloración o bromación, uno de los átomos de hidrógeno de la molécula de propano se separa y se sustituye por un radical halógeno. El átomo de hidrógeno separado se combina con el otro radical para formar una molécula de haluro de hidrógeno, es decir, cloruro de hidrógeno o bromuro de hidrógeno, respectivamente. Sin embargo, tenga en cuenta que para los alcanos con moléculas más largas que el etano, se forman productos isoméricos durante la halogenación. En el caso del propano, se puede sustituir por un átomo de carbono primario o un átomo de carbono secundario. La reactividad de los átomos de carbono en el propano, con diferentes valores de orden, se determinó experimentalmente. El átomo secundario es el más reactivo: es el más fácil de separar de la molécula compuesta. Recuerde que la bromación o cloración no produce un único derivado, sino una mezcla de derivados. Siempre predomina aquel en el que se sustituye el halógeno al átomo de carbono secundario. Además, la reacción de bromación es extremadamente selectiva. Normalmente, el rendimiento del producto principal alcanza casi el 99%.

Aplicación industrial

• El propano es principalmente una valiosa fuente de energía. Debido a su alto índice de octanaje, es muy adecuado para su uso como combustible en motores de combustión interna. El propano es el tercer combustible para el transporte más utilizado en el mundo (después de la gasolina y el diésel). El propano utilizado en vehículos se conoce como propano HD-5 y es una mezcla de propano con cantidades más pequeñas de otros gases. Dicho combustible debe contener al menos un 90 %de propano, hasta un 5 %de propileno y un 5 %de otros gases, principalmente butano y butileno. El propano tiene un octanaje más alto que la gasolina, por lo que se puede utilizar con relaciones de compresión del motor más altas y es más resistente a las detonaciones del motor.
• Los sistemas de calefacción domésticos (diseñados, por ejemplo, para calentar habitaciones o agua) utilizan propano como combustible para calefacción . Se está volviendo muy popular entre los propietarios de viviendas debido a su eficiencia, versatilidad y disponibilidad en áreas que no cuentan con líneas de gas natural. La calefacción del hogar mediante la quema de propano proporciona la misma comodidad y eficiencia que la quema de gas natural. Además, puede calentar más rápido y mantener su hogar más caliente durante más tiempo que con la calefacción eléctrica. Conviene recordar que cuando se calienta con propano, es imprescindible instalar detectores de monóxido de carbono en el hogar, ya que al quemar el combustible se produce óxido de carbono (II). El óxido de carbono (II), comúnmente llamado monóxido de carbono, es un gas inodoro y altamente venenoso.
• El propano también es un excelente refrigerante en máquinas frigoríficas. Normalmente se utiliza en unidades de refrigeración y aire acondicionado de tamaño pequeño y mediano. Este factor es técnicamente rentable en todas estas unidades. En este caso, la desventaja del uso de propano es su alta inflamabilidad. Esto resulta especialmente peligroso si el sistema tiene fugas o está despresurizado. Las preocupaciones sobre los incendios y las cuestiones de protección contra incendios han obstaculizado gravemente el uso generalizado del propano como refrigerante en los últimos años.
• El propano es también una de las materias primas básicas utilizadas en la industria química. Se utiliza para obtener numerosos derivados, entre ellos el ácido acrílico, el ácido propiónico y el propileno.
• Curiosamente, el propano se utiliza en las secadoras de gas para secar la ropa . Estas secadoras son una buena alternativa a las secadoras eléctricas.
• En la industria cosmética , el propano se utiliza para llenar envases con aerosoles .

Los principales derivados del propano.

Propanol

Uno de los derivados del propano es el propanol, que pertenece a la serie homóloga de los alcoholes . El propanol es un líquido incoloro y transparente con un olor acre característico . Se disuelve muy bien en agua y etanol . Es un líquido inflamable. Forma una mezcla explosiva con el aire. El propanol se presenta en dos formas isoméricas: n-propanol y 2-propanol, también conocido como isopropanol, dependiendo de a qué átomo de carbono de la molécula esté unido el grupo hidroxilo (-OH). El compuesto no es seguro para los humanos. Daña el sistema nervioso y provoca estados narcóticos. Los vapores de esta sustancia provocan somnolencia, mareos y trastornos visuales y olfativos. El propanol se utiliza principalmente en la industria química, principalmente como disolvente. También se puede encontrar como ingrediente en preparados para la limpieza y desinfección de superficies de uso en medicina y en la industria alimentaria.

Ácido propiónico

El ácido propanoico o propiónico es un ejemplo de ácido carboxílico con la fórmula molecular C ₂ H ₅ COOH. Se caracteriza por la presencia del grupo carboxilo -COOH en la molécula. Este ácido toma la forma de un líquido aceitoso incoloro y es muy soluble en agua. El ácido propiónico se caracteriza por un olor muy acre y desagradable. La sustancia es inflamable y su mezcla con el aire es explosiva. Se encuentra en la leche y en el tracto digestivo de los animales. También se produce en el cuerpo humano como resultado de la descomposición de azúcares, fibra y pectinas por parte de bacterias. Este proceso se llama fermentación del ácido propiónico. Uno de los usos más importantes del ácido propiónico es su aplicación en la industria alimentaria. Es un buen conservante alimentario con símbolo E-280. Se añade a la repostería, al pan de molde y al pan de centeno. En la alimentación animal, el ácido propiónico se utiliza como inhibidor de moho.

Glicerol

El glicerol (o glicerina) es un representante de los trioles. Su nombre sistémico es propano-1,2,3-trio l. Pertenece al grupo de los polihidroxialcoholes. La molécula de glicerol consta de tres átomos de carbono. A cada átomo de carbono están unidos un grupo hidroxilo (-OH) y átomos de hidrógeno. El glicerol es un líquido aceitoso, incoloro e inodoro. Se caracteriza por una alta inflamabilidad e higroscopicidad. La presencia de hasta tres grupos hidroxilo lo hace fácilmente soluble en agua: se mezcla con agua sin restricciones. El glicerol es altamente reactivo químicamente. Sufre reacciones de combustión y esterificación con ácido nítrico . También reacciona con metales activos, dando como resultado la formación de sales llamadas alcoholatos. El glicerol se utiliza principalmente en cosmética . Es un ingrediente de productos para aplicar directamente sobre la piel, como cremas, lociones y geles. Los cosméticos que contienen glicerol están especialmente recomendados para personas con piel sensible y seca y para aquellas que padecen enfermedades de la piel (psoriasis, eccema, dermatitis atópica, etc.). Además de en la industria cosmética, la glicerol también se utiliza en la industria alimentaria. Es un ingrediente de colorantes alimentarios, se utiliza como edulcorante y también se utiliza para regular y mantener los niveles de humedad.