Método de extracción de N2O de una corriente de gas.

Procedimiento de purificación de un flujo gaseoso de alimentación expirado por un ser humano o un animal,

quecontiene al menos 20% en volumen de N2O y oxígeno, en el cual:

(a) el flujo gaseoso de alimentación se pone en contacto, a una temperatura comprendida entre 20ºC y 40ºC y auna presión comprendida entre 0,80 bar y 1,30 bar, con un adsorbente principal que comprende al menos unazeolita intercambiada en más del 50% por uno o varios cationes metálicos que presentan una cinética deadsorción comprendida entre 2 y 20 seg-1 determinada a 25ºC y 1 bar por medición de la curva de ruptura apartir de una mezcla de O2 / N2O que contiene menos de 10% en volumen de N2O, con constante cinética segúnla Linear Driving Force, y una capacidad de adsorción del N2O, medida a 1 bar y a 20ºC, superior a 80 Ncm3/gde manera a adsorber al menos una parte del N2O de dicho flujo y producir un flujo gaseoso purificado, y

(b) se recupera un flujo gaseoso purificado que tiene un contenido en N2O inferior al contenido en N2O del flujogaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a).

Método de extracción de N2O de una corriente de gas La invención se refiere a un procedimiento de purificación de mezclas gaseosas que contienen principalmente protóxido de nitrógeno, nitrógeno y oxígeno y eventualmente impurezas, en particular agua y dióxido de carbono, especialmente un flujo gaseoso expirado por un paciente que recibe una mezcla gaseosa de N2O y O2.

El protóxido de nitrógeno (N2O) , denominado también gas hilarante u óxido nitroso, tiene numerosas utilizaciones.

Se utiliza especialmente en anestesia y en analgesia para el tratamiento del dolor, por ejemplo mezclado en aproximadamente 50% en volumen de N2O y 50% en volumen de O2.

En anestesia y en analgesia, la mezcla gaseosa rica en N2O es inhalada primero por el paciente, después una parte importante del N2O se vuelve a encontrar en los gases expirados por el paciente, mezclado especialmente con grandes proporciones de CO2 y vapor de agua.

Así, en una mezcla volúmica de 50% de O2 y 50% de N2O, que es inhalada por un paciente, los gases expirados por este paciente contienen N2O saturado de humedad, aproximadamente 4% en volumen de CO2 y más del 40% en volumen de oxígeno.

Así pues, conviene eliminar el N2O de los gases expirados por el paciente puesto que corre el riesgo de encontrarlo de nuevo en el aire interior de los edificios y acumularse allí a lo largo del tiempo.

Efectivamente, es primordial impedir una acumulación de N2O de este tipo en los edificios hospitalarios puesto que se han apreciado efectos indeseables durante la inhalación intensa y frecuente de N2O, tal como una carencia de vitamina B12 en las personas expuestas.

Ya se propuso una recuperación y una eliminación de N2O por catálisis, especialmente en los documentos US-A4259303, WO-A-9925461, US-A-2006008401, FR-A-2773144, JP-A-2006142160, EP-A-0698411 y JP-A-10165818.

No obstante, esta solución es complicada puesto que implica la utilización de compuestos de metales de transición de los cuales algunos son caros y no fáciles de preparar. Además, las impurezas presentes en el gas a tratar pueden envenenar y desnaturalizar el catalizador. Además, estos procedimientos imponen un calentamiento a varios cientos de ºC con todas las complicaciones y el consumo de energía asociados.

Además, el documento EP-A-0 995 477 propone un procedimiento para adsorber únicamente pequeñas proporciones de N2O presentes en el aire atmosférico, a saber del orden de algunos ppm en volumen. Sin embargo, este documento no preconiza ninguna solución que permita eliminar el N2O cuando se presenta en una proporción volúmica de varios %, incluso de varias decenas de %.

El documento US 4, 355, 637 da a conocer la utilización de una máscara en los quirófanos de los hospitales que contienen el aire expirado por los pacientes bajo anestesia; comprendiendo esta máscara una capa de zeolita para eliminar el N2O expirado por el paciente. Sin embargo, esta solución no parece ser lo bastante eficaz para eliminar el N2O expirado por el paciente.

Además, el documento WO-A-02/26355 da a conocer un procedimiento y un dispositivo que sirven para tratar los gases anestésicos expulsados por los pacientes, que tienen contenidos en N2O comprendidos entre 3 y 70% en volumen. En este caso, los gases se ponen en contacto con un catalizador que sirve para destruir las moléculas de N2O a una temperatura entre 200 y 600ºC.

Por lo tanto, hasta el momento no ha sido posible eliminar de manera suficientemente eficaz el protóxido de nitrógeno expirado por el paciente y que se encuentra en las dependencias de cuidados o análogos de los edificios hospitalarios.

En vista de esto, un problema que se plantea es mejorar los procedimientos de tratamiento de los flujos gaseosos de alimentación que contienen protóxido de nitrógeno en una proporción volúmica de al menos 5%, preferentemente de al menos 10 a 20% en volumen, en particular de mezclas gaseosas que contienen N2O, oxígeno, vapor de agua y algunos % de CO2, de manera a poder acreditar la eliminación del N2O expirado por los pacientes en el seno de los edificios hospitalarios o análogos.

Una solución según la invención es un procedimiento de purificación de un flujo gaseoso de alimentación expirado por un ser humano o un animal, que contiene al menos 20% en volumen de N2O y oxígeno, en el cual:

a) el flujo gaseoso se pone en contacto, a una temperatura comprendida entre 20ºC y 40ºC y a una presión comprendida entre 0, 80 bar y 1, 30 bar, con un adsorbente principal que comprende al menos una zeolita intercambiada en más del 50% por uno o varios cationes metálicos, el cual presenta una cinética de adsorción comprendida entre 2 y 20 seg-1 determinada a 25ºC y 1 bar por medición de la curva de ruptura a partir de una mezcla de O2/ N2O que contiene menos de 10% en volumen de N2O, con constante cinética según la Linear Driving Force, y una capacidad de adsorción del N2O, medida a 1 bar y a 20ºC, superior a 80 Ncm3/g de manera a adsorber al menos una parte del N2O de dicho flujo y producir un flujo gaseoso purificado, y

b) se recupera un flujo gaseoso purificado que tiene un contenido en N2O inferior al contenido en N2O del flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) .

Según el caso, el procedimiento según la invención puede comprender una de las características siguientes:

-el flujo gaseoso de alimentación, puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) contiene al menos 30% en volumen de N2O, preferentemente al menos 40% en volumen de N2O;

-que en la etapa (b) se recupera un flujo gaseoso purificado que contiene menos de 10% en volumen de N2O, preferentemente menos de 5% en volumen de N2O, más preferentemente, menos de 3% en volumen de N2O;

-el flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) contiene al menos 30% en volumen, preferentemente al menos 40% en volumen de N2O, y en la etapa b) se recupera un flujo gaseoso purificado que contiene menos de 10% en volumen de N2O, preferentemente menos de 5% en volumen de N2O;

-el flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) contiene menos de 80% en volumen de N2O, preferentemente menos de 70% en volumen de N2O.

-el adsorbente principal está constituido por partículas de tamaño medio comprendido entre 0, 5 y 5 mm; correspondiendo esta dimensión o bien a un diámetro cuando las partículas son esféricas, o bien a la mayor longitud cuando las partículas son especialmente elipsoidales:

-el adsorbente principal tiene una cinética de adsorción comprendida entre 2 y 10 seg-1. La cinética se mide a 25ºC y 1 bar de presión total. La curva de ruptura se mide a partir de una mezcla de O2 que contiene menos de 10% de N2O. La constante cinética es la de la LDF (Linear driving force) .

-el flujo gaseoso de alimentación que atraviesa el adsorbente principal en la etapa a) sufre una pérdida de carga inferior a 20 mbar, preferentemente inferior a 5 mbar;

- la zeolita es de tipo A, X, LSX, mordenita, ofretita, chabazita, clinoptilolita o erionita;

-la zeolita se intercambia por uno o varios cationes metálicos seleccionados entre Na+, Li+, K+, Ca2+, Mg2+ y Ba2+, y asociados o no a metales de transición, seleccionados preferentemente entre plata, cinc o cobre;

- el adsorbente principal tiene una capacidad de adsorción del N2O a 1 bar y a 20ºC superior a 90 Ncm3/g;

-el flujo gaseoso de alimentación contiene igualmente vapor de agua, CO2 y/o argón y/o nitrógeno y, preferentemente, es expirado por un paciente;

-la capacidad de adsorción del CO2 del adsorbente principal, medida a 0, 04 bar y a 20ºC es superior o igual a 30 Ncm3/g, preferentemente superior a 50 Ncm3/g;

-el procedimiento comprende, además, previamente a la etapa a) una puesta en contacto del flujo gaseoso de alimentación con un adsorbente secundario que comprende un desecante apto para captar todo o parte del vapor de agua contenido en el flujo gaseoso, preferentemente alúmina;

-el procedimiento comprende, además, la etapa de regeneración del adsorbente bajo vacío, es decir a una presión comprendida entre 10 y 300 mbar, por barrido con un gas seco e inerte, calentado a una temperatura comprendida entre 80 y 250ºC, preferentemente entre 125 y 200ºC;

-el caudal del flujo gaseoso de alimentación a purificar está comprendido entre 1 y 30 Nlitros/min, preferentemente entre 8 y 15 Nlitros/min;

En el marco de la invención, se describe así un método de anestesia inhalatoria de un ser humano o de un animal, en el cual:

i) se administra por inhalación a un... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de purificación de un flujo gaseoso de alimentación expirado por un ser humano o un animal, que contiene al menos 20% en volumen de N2O y oxígeno, en el cual:

(a) el flujo gaseoso de alimentación se pone en contacto, a una temperatura comprendida entre 20ºC y 40ºC y a una presión comprendida entre 0, 80 bar y 1, 30 bar, con un adsorbente principal que comprende al menos una zeolita intercambiada en más del 50% por uno o varios cationes metálicos que presentan una cinética de adsorción comprendida entre 2 y 20 seg-1 determinada a 25ºC y 1 bar por medición de la curva de ruptura a partir de una mezcla de O2 / N2O que contiene menos de 10% en volumen de N2O, con constante cinética según la Linear Driving Force, y una capacidad de adsorción del N2O, medida a 1 bar y a 20ºC, superior a 80 Ncm3/g de manera a adsorber al menos una parte del N2O de dicho flujo y producir un flujo gaseoso purificado, y

(b) se recupera un flujo gaseoso purificado que tiene un contenido en N2O inferior al contenido en N2O del flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) contiene al menos 30% en volumen de N2O, preferentemente al menos 40% en volumen de N2O.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flujo gaseoso de alimentación puesto en contacto con el adsorbente principal en la etapa a) contiene menos de 80% en volumen de N2O, preferentemente menos de 70% en volumen de N2O.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zeolita es de tipo A, X, LSX, mordenita, ofretita, chabazita, clinoptilolita o erionita;

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zeolita se intercambia con uno o varios cationes metálicos seleccionados entre Na+, Li+, K+, Ca2+, Mg2+ y Ba2+, y asociados o no a metales de transición, seleccionados preferentemente entre plata, cinc o cobre.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el adsorbente principal tiene una capacidad de adsorción del N2O a 1 bar y 20ºC superior a 90 Ncm3/g, preferentemente entre 90 y 120 Ncm3/g.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flujo gaseoso de alimentación contiene igualmente vapor de agua, CO2 y/o argón y/o nitrógeno.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capacidad de adsorción del CO2 del adsorbente principal, medida a 0, 04 bar y a 20ºC, es superior o igual a 30 Ncm3/g, preferentemente superior a 50 Ncm3/g.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende, además, previamente a la etapa a) una puesta en contacto del flujo gaseoso de alimentación con un adsorbente secundario que comprende alúmina con objeto de eliminar al menos una parte del H2O y/o del CO2.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el caudal del flujo gaseoso de alimentación a purificar está comprendido entre 1 y 30 Nlitros/min, preferentemente entre 8 y 15 Nlitros/min.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el adsorbente principal tiene una cinética de adsorción comprendida entre 2 y 10 seg-1.

Figura 1