Propana, alkana tiga karbon dengan rumus kimia C3H8, umumnya digunakan sebagai bahan bakar karena berwujud gas pada suhu dan tekanan standar, dengan kemampuan untuk dimampatkan menjadi cairan yang dapat diangkut. Ini adalah produk sampingan dari pemrosesan gas alam dan penyulingan minyak bumi dan ditemukan pada tahun 1857 oleh ahli kimia Prancis Marcellin Berthelot, dan mulai tersedia secara komersial di AS pada tahun 1911. Propana adalah bagian dari kelompok gas minyak cair (gas LP), bersama dengan propilena, butana, dan lainnya.
Dikenal karena pembakarannya yang bersih dan cocok untuk berbagai aplikasi, propana banyak digunakan di lingkungan rumah tangga dan industri, serta transportasi umum rendah emisi. Ini sangat disukai untuk penggunaan di luar ruangan di iklim dingin karena kemampuannya untuk menguap bahkan dalam suhu rendah, sehingga ideal untuk barbekyu, kompor portabel, dan peralatan luar ruangan lainnya. Selain itu, propana menggerakkan kendaraan, kapal, forklift, dan berbagai mesin sekaligus berfungsi sebagai sumber panas dan memasak di kendaraan rekreasi dan berkemah.
Sejarah singkat
Propana pertama kali ditemukan oleh ahli kimia Perancis Marcellin Berthelot pada tahun 1857 dan kemudian diidentifikasi dalam minyak mentah ringan Pennsylvania oleh Edmund Ronalds pada tahun 1864. Karya Walter O. Snelling pada tahun 1910 menandai dimulainya industri propana di Amerika Serikat ketika ia menyadari volatilitasnya sebagai sebuah komponen dalam bensin. Snelling, bersama dengan Frank P. Peterson, Chester Kerr, dan Arthur Kerr, mengembangkan metode untuk mencairkan gas LP selama penyulingan bensin, yang mengarah pada pendirian American Gasol Co., pemasar propana komersial pertama. Snelling memperoleh paten untuk metode produksi gas LP pada tahun 1913, sedangkan Peterson mematenkan metode kompresi pada tahun 1912.
Pada tahun 1920-an terjadi lonjakan produksi gas LP, dengan penjualan mencapai 56 juta galon AS pada tahun 1935. Kemajuan industri mencakup transportasi mobil tangki kereta api, bau gas, dan pembangunan pabrik pengisian botol lokal. Pada tahun 1945, penjualan gas LP tahunan telah melebihi satu miliar galon, dan pada tahun 1947, sebagian besar rumah di AS menggunakan gas alam atau propana untuk memasak.
Pada tahun 1950-an, propana mendapatkan popularitas, dengan pesanan bus berbahan bakar propana dalam jumlah besar dan penjualan tahunan di AS mencapai 7 miliar galon pada tahun 1958. Pada tahun 2004, industri propana telah berkembang menjadi industri senilai $8-10 miliar, dengan lebih dari 15 miliar galon propana. dikonsumsi setiap tahun di A.S. Namun, selama pandemi COVID-19, kekurangan propana dilaporkan di Amerika Serikat karena meningkatnya permintaan.
Etimologi Propana
Istilah "prop-" yang ditemukan dalam "propana" dan nama senyawa lain yang mengandung rantai tiga karbon berasal dari "asam propionat." Asam ini dinamai dari kata Yunani "protos," yang berarti "pertama," dan "pion," yang berarti "lemak," karena asam ini merupakan anggota awal dari rangkaian asam lemak.
Sifat dan reaksi
Propana adalah gas transparan dan tidak berbau. Demi keamanan, etil merkaptan, yang terkenal dengan bau "telur busuk", ditambahkan untuk mendeteksi kebocoran. Ia bertransisi menjadi cairan di bawah titik didihnya −42 °C dan membeku di bawah titik lelehnya −187,7 °C, dengan struktur kristal dalam kelompok ruang P21/n. Titik leleh propana yang sangat rendah, yaitu 58,5% pengisian ruang, disebabkan oleh penumpukan molekul yang buruk.
Dalam pembakaran, propana bereaksi serupa dengan alkana lainnya. Dengan kelebihan oksigen, ia terbakar membentuk air dan karbon dioksida. Ketika oksigen terbatas, karbon monoksida dan karbon (jelaga) juga dapat diproduksi. Pembakaran sempurna propana menghasilkan sekitar 50 MJ/kg panas. Pembakaran propana lebih bersih dibandingkan batu bara atau bensin tanpa timbal, dengan produksi CO2 per BTU yang rendah, serupa dengan gas alam. Kandungan hidrogennya yang tinggi membuatnya terbakar lebih panas dibandingkan minyak pemanas rumah atau bahan bakar diesel. Namun, pembakaran propana menghasilkan gas buang organik dan menghasilkan nyala api yang terlihat karena adanya C – C dan ikatan ganda dalam propilena dan butilena.
Entalpi pembakaran gas propana, yang dikenal sebagai nilai kalor lebih tinggi, adalah sekitar 2.219,2 kJ/mol (atau 50,33 MJ/kg) ketika semua produk kembali ke keadaan standar. Namun, jika produk tidak kembali ke keadaan standar, misalnya saat gas panas keluar dari cerobong asap (nilai kalor lebih rendah), maka hasilnya kira-kira -2043,455 kJ/mol. Gas propana memiliki massa jenis 1,808 kg/m3 pada 25 °C, sedangkan massa jenis propana cair pada suhu yang sama adalah 0,493 g/cm3. Etimologi nama "propana" berasal dari "asam propionat", mengacu pada posisinya sebagai yang pertama dalam rangkaian asam lemak.
Penggunaan
- Kompor portabel
Propana adalah pilihan populer untuk barbekyu dan kompor portabel karena titik didihnya yang rendah yaitu -42 ° C (-44 ° F) membuatnya menguap segera setelah dilepaskan dari wadah bertekanan. Oleh karena itu, tidak diperlukan karburator atau alat penguapan lainnya; nosel pengukur sederhana sudah cukup.
- Refrigeran
Campuran "isopropana" (R-290a) murni dan kering (campuran isobutana / propana) dan isobutana (R-600a) dapat digunakan sebagai refrigeran yang bersirkulasi dalam pendinginan berbasis kompresor yang dibangun dengan tepat. Dibandingkan dengan fluorokarbon, propana memiliki potensi penipisan ozon yang dapat diabaikan dan potensi pemanasan global yang sangat rendah (memiliki nilai GWP 0.072,13. 9 kali lebih rendah dari GWP karbon dioksida) dan dapat berfungsi sebagai pengganti fungsional untuk R-12, R-22, R-134a, dan refrigeran klorofluorokarbon atau hidrofluorokarbon lainnya dalam sistem pendingin stasioner konvensional dan sistem pendingin udara. Karena efek pemanasan globalnya jauh lebih kecil daripada refrigeran saat ini, propana dipilih sebagai salah satu dari lima refrigeran pengganti yang disetujui oleh EPA pada tahun 2015, untuk digunakan dalam sistem yang dirancang khusus untuk menangani sifat mudah terbakar.
Substitusi semacam itu secara luas dilarang atau tidak disarankan dalam sistem AC kendaraan bermotor, dengan alasan bahwa menggunakan hidrokarbon yang mudah terbakar dalam sistem yang awalnya dirancang untuk membawa refrigeran yang tidak mudah terbakar menimbulkan risiko kebakaran atau ledakan yang signifikan. Vendor dan pendukung refrigeran hidrokarbon menentang larangan tersebut dengan alasan bahwa hanya ada sedikit insiden seperti itu dibandingkan dengan jumlah sistem AC kendaraan yang diisi dengan hidrokarbon. Propana juga berperan penting dalam menyediakan pendinginan off-the-grid, sebagai sumber energi untuk lemari es penyerapan gas dan biasanya digunakan untuk berkemah dan kendaraan rekreasi. Juga telah diusulkan untuk menggunakan propana sebagai refrigeran pada pompa panas
- Bahan bakar rumah tangga dan industri
Karena dapat diangkut dengan mudah, propana merupakan bahan bakar yang populer untuk penghangat ruangan dan pembangkit listrik cadangan di daerah yang jarang penduduknya yang tidak memiliki jaringan pipa gas alam. Pada bulan Juni 2023, para peneliti Stanford menemukan pembakaran propana mengeluarkan tingkat benzena yang dapat dideteksi dan berulang yang di beberapa rumah meningkatkan konsentrasi benzena dalam ruangan di atas tolok ukur kesehatan yang telah ditetapkan. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa bahan bakar gas dan propana tampaknya menjadi sumber dominan benzena yang dihasilkan dari kegiatan memasak.
Di daerah pedesaan di Amerika Utara, serta Australia utara, propana digunakan untuk memanaskan fasilitas peternakan, pengering biji-bijian, dan peralatan penghasil panas lainnya. Ketika digunakan untuk memanaskan atau mengeringkan biji-bijian, biasanya disimpan dalam silinder besar yang ditempatkan secara permanen yang diisi ulang oleh truk pengangkut propana. Pada tahun 2014, 6,2 juta rumah tangga di Amerika menggunakan propana sebagai bahan bakar pemanas utama mereka.
- Bahan bakar motor
Di AS, lebih dari 190.000 kendaraan di jalan raya menggunakan propana, dan lebih dari 450.000 forklift menggunakannya untuk tenaga. Ini adalah bahan bakar kendaraan terpopuler ketiga di dunia, di belakang bensin dan solar. Di belahan dunia lain, propana yang digunakan dalam kendaraan dikenal sebagai autogas. Pada tahun 2007, sekitar 13 juta kendaraan di seluruh dunia menggunakan autogas.
Keuntungan propana dalam mobil adalah bentuk cairnya pada tekanan sedang. Hal ini memungkinkan waktu pengisian ulang yang cepat, konstruksi silinder bahan bakar yang terjangkau, dan kisaran harga yang biasanya hanya lebih dari setengah harga bensin. Sementara itu, bahan bakar ini terasa lebih bersih (baik dalam penanganan, maupun dalam pembakaran), mengurangi keausan mesin (akibat endapan karbon) tanpa mengencerkan oli mesin (seringkali memperpanjang interval penggantian oli), dan hingga saat ini [kapan?] harganya relatif murah di Amerika Utara. Nilai oktan propana relatif tinggi, yaitu 110. Di Amerika Serikat, infrastruktur pengisian bahan bakar propana adalah yang paling berkembang dari semua bahan bakar kendaraan alternatif. Banyak kendaraan yang dikonversi memiliki ketentuan untuk mengisi bahan bakar dari "botol barbekyu". Kendaraan yang dibuat khusus sering kali berada dalam armada yang dimiliki secara komersial, dan memiliki fasilitas pengisian bahan bakar pribadi. Penghematan lebih lanjut bagi operator kendaraan bahan bakar propana, terutama dalam armada, adalah bahwa pencurian jauh lebih sulit dibandingkan dengan bahan bakar bensin atau solar.
Propana juga digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin kecil, terutama yang digunakan di dalam ruangan atau di area dengan udara segar dan ventilasi yang tidak memadai untuk membuang knalpot yang lebih beracun dari mesin yang menggunakan bahan bakar bensin atau solar. Baru-baru ini, [kapan?] ada produk perawatan rumput seperti pemangkas tali, mesin pemotong rumput, dan peniup daun yang ditujukan untuk penggunaan di luar ruangan, tetapi berbahan bakar propana untuk mengurangi polusi udara.
Produksi
Propana diproduksi sebagai produk sampingan dari dua proses lainnya, pemrosesan gas alam dan penyulingan minyak bumi. Pemrosesan gas alam melibatkan penghilangan butana, propana, dan etana dalam jumlah besar dari gas mentah, untuk mencegah pengembunan zat-zat yang mudah menguap ini di dalam pipa gas alam. Selain itu, kilang minyak menghasilkan sejumlah propana sebagai produk sampingan dari perengkahan minyak bumi menjadi bensin atau minyak pemanas.
Pasokan propana tidak dapat dengan mudah disesuaikan untuk memenuhi permintaan yang meningkat, karena sifat produk sampingan dari produksi propana. Sekitar 90% propana AS diproduksi di dalam negeri. Amerika Serikat mengimpor sekitar 10% dari propana yang dikonsumsi setiap tahun, dengan sekitar 70% di antaranya berasal dari Kanada melalui pipa dan kereta api. Sisa 30% propana impor datang ke Amerika Serikat dari sumber lain melalui transportasi laut. Setelah dipisahkan dari minyak mentah, propana Amerika Utara disimpan di gua-gua garam yang sangat besar. Contohnya adalah Fort Saskatchewan, Alberta; Mont Belvieu, Texas; dan Conway, Kansas. Gua-gua garam ini dapat menyimpan 80.000.000 barel (13.000.000 m3) propana.
Disadur dari: en.wikipedia.org