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Le butane et le propane, définis sous le terme général de Gaz de Pétrole Liquéfiés, sont extraits soit du pétrole brut au cours des opérations de raffinage, soit du gaz naturel et des gaz associés dans les gisements de pétrole.
A titre indicatif, le raffinage de 100 t de pétrole brut fournit environ 4 t de Gaz de Pétrole Liquéfiés.
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Définitions et propriétés physico-chimiques |
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 Leurs formules chimiques indiquent qu’ils sont composés de carbone et d’hydrogène, d’où leur nom d’hydrocarbures
BUTANE C4 H10
|  | PROPANE C3 H8
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Le butane et le propane commercialisés ne sont pas des produits chimiquement purs mais des mélanges d’hydrocarbures répondant à des spécifications officielles bien définies.
Le GPLc, destiné à la carburation automobile, est un mélange spécial de butane et de propane défini par la norme NF EN 589.
Deux des caractéristiques qui différencient le butane et le propane, à la température ambiante, sont :
• la température d’ébullition,
• la tension de vapeur ou pression du gaz.
Les GPL ont la propriété d’être gazeux à la température ambiante et à la pression atmosphérique, mais ils se liquéfient dès qu’ils sont soumis à une pression relativement faible.
Conséquences pratiques
Ils sont d’un transport facile, soit dans des bouteilles, soit dans des camions ou des wagons-citernes.
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Caractéristiques générales |
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Les gaz de pétrole liquéfiés sont des hydrocarbures composés majoritairement de coupes en C3 et C4, le butane et le propane étant les principaux composants. Ces produits, gazeux dans les conditions normales de température et de pression, peuvent etre facilement liquéfiés, rendant aussi leur manipulation et leur transport très aisés.
Quelques propriétés physiques importantes
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Point d’ébullition (°C)
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Masse volumique du Liquide
(kg/m3) à 15 °C |
Masse volumique du Gaz
(kg/m3) à 15°C |
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Butane
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0
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585
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2.50
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Propane
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-42
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515
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1.85
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• 1 litre de butane liquide libère 239 litres de gaz (15 °C – 1bar)
• 1 litre de propane liquide libère 311 litres de gaz (15 °C – 1 bar)
Ces caractéristiques physiques confèrent à cette énergie un avantage certain du point de vue du stockage et du transport.
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Caractéristiques physico-chimiques des GPL |
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TEMPERATURE D’EBULLITION
A une pression donnée, chaque liquide bout à une température fixe et cette température ne varie pas pendant toute la durée de l’ébullition.
Par exemple, sous la pression atmosphérique normale :
• l ’eau bout à 100° C,
• le lait à 70° C,
• le butane à 0° C,
• le GPLc à - 25° C,
• le propane à - 42° C.
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Les GPL sont à l’état liquide pour toutes températures inférieures à celles indiquées
ci-dessus pour chacun d’eux, et l’ouverture du robinet du récipient qui les contient ne donne lieu
à aucune émission de gaz.
Pour les températures supérieures à ces valeurs, chaque fois que l’on ouvre le robinet du récipient, il y a ébullition du liquide, formation de vapeur donc de gaz.
Les bouteilles de propane sont toujours placées
à l’extérieur des locaux. Le point d’ébullition particulièrement bas du propane lui confère l’avantage de pouvoir être utilisé pendant les hivers les plus rigoureux.
Dans les installations requérant un débit supérieur aux possibilités de vaporisation naturelle des réservoirs, on utilise des appareils spéciaux désignés sous le nom de vaporiseurs. Ces appareils, qui sont des échangeurs de chaleur,
sont raccordés à la phase liquide du réservoir
et fournissent le GPL à l’état gazeux.
La phase liquide circule dans un serpentin ou dans un faisceau tubulaire dans lequel elle reçoit la chaleur nécessaire pour sa vaporisation.
La source de chaleur peut être de la vapeur, de l’eau chaude ou encore, dans les appareils de faible puissance, de l’électricité ou des gaz de combustion d’une flamme de propane ou de butane.
Dans le cas du GPLc, l’alimentation en phase gazeuse du moteur nécessite un vaporiseur fixé dans le compartiment moteur et réchauffé par l’eau de refroidissement de celui-ci ou par un système similaire utilisant la chaleur des gaz d’échappement si le refroidissement est à air.
Le vaporiseur et le système de détente forment
un ensemble appelé "vaporiseur-détendeur".
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Spécifications administratives du butane et du propane |
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| DEFINITION |
BUTANE (commercial)
(NF M40-001)
Mélange d’hydrocarbures composé principalement de butanes et de butènes et
contenant moins de 19 pour 100 en volume de propane et de propène. | PROPANE (commercial)
(NF M40-001) (NF M40-002)
Mélange d’hydrocarbures composé dans la
proportion de 90 pour 100 environ de propane, propène et pour le surplus d’éthane,
d’éthylène, de butanes et de butènes.
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| ODEUR |
Caractéristique
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Caractéristique |
| MASSE VOLUMIQUE
(NF M 41-008) |
Egale ou supérieure à 0,559 kg/l à
15°C, ce qui correspond à 0,513 kg/l à
50°C d’après les tables de correspondance
ASTM.IP.
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Egale ou supérieure à 0,502 kg/l à
15°C, ce qui correspond à 0,443 kg/l à
50°C d’après les tables de correspondance
ASTM.IP.
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| PRESSION DE
VAPEUR RELATIVE
(NF M 41-010)
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Inférieure ou égale à 6,9 bar à 50°C(1). |
Au moins égale à 8,3 bar à 37,8°C garantissant un minimum de 11,5 bar
à 50°C et au plus égale à 14,4 bar à
37,8°C garantissant un maximum de
19,3 bar à 50°C(2). |
| TENEUR EN SOUFRE
(NF M 41-009) |
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Inférieure ou égale à 0,005% en
masse. |
| COMPOSES SULFURES
(NF M 41-006) |
Absence de réaction à l’essai au plombite
de sodium dit “Doctor test spécial”. |
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| CORROSION LAME
DE CUIVRE
1 heure
à 37,8°C
(NF M 41-0076) |
1 bar au maximum. |
| TENEUR EN EAU |
Absence d’eau séparable par décantation.
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Non décelable à l’essai au bromure de
cobalt (NF M 41-004) |
| EVAPORATION
(NF M 41-012) |
Point final d’ébullition inférieur ou égal
à 1°C par la méthode dite du “point à
95 pour 100”.
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Point final d’ébullition inférieur ou égal
à moins 15°C par la méthode dite du
“point à 95 pour 100”. |
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Masse volumique du butane |
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Masse volumique du propane |
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Pouvoirs calorifiques |
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BUTANE commercial
| PROPANE commercial
| | PCS
(pouvoir calorifique supérieur)
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49,4 MJ ou 13,7 kWh (11,8 th) par kg
120,5 MJ ou 33,5 kWh (28,8 th) par m3 à 15° C et 1013 mbar
| 49,8 MJ ou 13,8 kWh (11,9 th) par kg
93,3 MJ ou 25,9 kWh (22,3 th) par m3 à 15°C et 1013 mbar
| | PCI
(pouvoir calorifique inférieur) |
45,6 MJ ou 12,66 kWh (10,9 th) par kg
109,6 MJ ou 30,45 kWh (26,2 th) par m3 à 15°C et 1013 mbar
| 46,0 MJ ou 12,78 kWh (11,0 th) par kg
85,3 MJ ou 23,70 kWh (20,4 th) par m3 à 15°C et 1013 mbar
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Courbe de tension de vapeur |
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La pression qui règne dans les récipients ( tension de vapeur) dépend de :
• La température initiale du liquide
• Du soutirage éventuel effectué
Le graphique ci-joint donne les tensions de vapeur relatives en fonction de la température ambiante
Il faut donc une température supérieure à :
• 0°C pour obtenir un débit gazeux en butane ,
• - 40°C en propane.
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Fiches de données de sécurité sur les GPL |
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Les fiches de données sécurité butane, propane et GPL carburant sont disponibles auprès des distributeurs de GPL.
Ces fiches contiennent des informations sur :
les caractéristiques et propriétés des produits
les précautions à prendre pour leur utilisation, leur transport et leur manipulation
les mesures à prendre en cas de dispersion ou d'incendie
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Quelques données macro-économiques... |
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Le marché français des GPL
Le marché des gaz de pétrole liquéfiés français est organisé autour de ses deux principaux produits : le butane et le propane. Le GPL carburant est un mélange constitué de 50% de propane et de 50% de butane. le marché français en 2005 a consommé un peu plus de 2,7 millions de tonnes de GPL (hors besoins de la pétrochimie). Sur ces 2,7 millions de tonnes, le butane en représente 21 % tandis que le propane constitue la part plus importante (79%). Inversement, la production de GPL en France (issue poure l'essentiel des raffineries) est constituée à 68 % de butane et 32 % de propane, pour un total d'environ 2,3 millions de tonnes. La France est donc structurellement importatrice de propane et exportatrice de butane.
Les importations de butane et propane en France
Les importations de gaz de pétrole liquéfiés en France se sont élevées en 2005 à environ 2 millions de tonnes. Les approvisionnement de la France se répartissent de façon égale entre l'Europe (dont notamment le Royaume-Uni pour 17%, et la Norvège pour 16%) et l'Afrique (dont l'Algérie pour 19%, le Nigéria pour 14% et l'Arabie Saoudite pour 14%).
Les exportations de butane et propane en France
Les exportations de gaz de pétrole liquéfiés en France se sont élevées en 2005 à environ 1,6 millions de tonnes. Les exportations françaises se répartissent essentiellement entre la zone Europe (dont notamment l'Italie, le Portugal, l'Alllemagne et le Royaume-Uni) et la zone Afrique (et en particulier le Maroc, premier client de la France avec 496.000 tonnes, ainsi que la Tunisie).
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Contenu CO2 et cycle de vie |
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Contenu en CO2 "Les gaz de pétrole liquéfiés"
(Présentation du CFBP - Réunion RT 2012 du 29 avril 2009)
"Contenu en CO2 des différentes énergies"
(Présentation de l'ADEME - Réunion RT 2012 du 29 avril 2009)
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