프로페인

프로페인(영어: propane)은 알케인계 탄화수소이다. 화학식은 C₃H₈인 가스인데 흔히 압축해서 액화된 상태로 운반한다. 천연 가스 공정과 석유화학 정제 과정에서 부산물로 발생하며 연료로 많이 쓰이고 있다.

프로페인의 분자 모델 (출처: GettyimagesKorea)

목차

프로페인은 연소 반응 외에는 화학 반응성은이 낮지만, 탈수소 반응을 통하여 프로필렌 (프로펜) 등을 만들 수 있고, 산화 반응을 통해서 폼알데히드 등을 생성할 수 있다. 물에는 약간 녹고, 알코올에는 중간 정도로 녹는다. 에터에는 잘 녹는다.

프로페인의 주 용도는 연료이다. 액화 석유 가스(LPG)의 90% 이상이 프로페인이며 나머지는 프로펜, 뷰테인, 뷰텐, 펜테인 등 이다. 액화될 때 부피가 약 270배 감소하며, 액화 프로페인의 밀도는 25 °C에서 0.493 g/cm³이다. LPG는 주로 다른 연료를 수송하기가 곤란한 경우나 휴대용 화로에서 많이 사용된다. 프로페인의 연소 반응은 다음과 같으며 완전 연소할 때 약 50 MJ/kg 의 열을 내놓는다.¹⁾

@@NAMATH_DISPLAY@@\ce{ C3H8(g) + 5O2(g) -> 3CO2(g) +4H2O(l) }@@NAMATH_DISPLAY@@

연료들의 발열량(heating value)을 서로 비교하면 프로페인 2,520 Btu/ft³ (283 calories/m³); 뷰테인 3,260 Btu/ft³ (366 calories/m³); 펜테인 4,025 Btu/ft³ (452 calories/m³)이다.

프로페인은 디젤엔진의 파워를 증가시키기 위한 연료 첨가제로 쓰이기도 한다. 프로페인이 디젤의 연소를 돕기 때문에 버스, 트럭, 캠핑카 등에서 이와 같은 용도로 사용된다.

프로페인은 냉장고, 에어컨 등의 냉매로 쓰인다. 프레온 가스와 비교할 때 오존층 파괴와 온실 가스 효과가 미미하기 때문에 이 점은 큰 장점이라고 할 수 있다.²⁾

프로페인은 인화성과 폭발성에 대한 위험은 있지만, 흡입하였을 때 생체에 흡수되거나 반응하지 않기 때문에 독성은 낮다. 그러나 공기보다 무거워서(비중 1.5) 산소 공급을 차단시킬 수 있기 때문에 프로페인 가스 유출 시에는 폭발 사고 뿐만 아니라 저산소증 등의 증상을 유의하여야 한다.

1. Propane. NIST Standard Reference Data referring to Pittam, D. A.; Pilcher, G. (1972). 'Measurements of heats of combustion by flame calorimetry. Part 8.—Methane, ethane, propane, n-butane and 2-methylpropane'. Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases. 68: 2224.
2. Why Your Fridge Pollutes and How It's Changing By Wendy Koch, National Geographic March 6, 2015.