发明创造名称：一种航空替代燃料及其制备方法
外观设计名称：
决定号：183848
决定日：2019-07-11
委内编号：1F255610
优先权日：
申请（专利）号：201610011409.2
申请日：2016-01-08
复审请求人：北京航空航天大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：王晓明
合议组组长：李翔
参审员：马剑峰
国际分类号：C10G3/00,C10L1/04,C11B3/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求中的某个技术特征没有被最接近的对比文件公开，且本领域技术人员也无法从该最接近的对比文件及其他现有技术中获得相关的技术启示，也没有证据表明所述技术特征属于本领域的公知常识，同时，所述技术特征能为该技术方案带来有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610011409.2，名称为“一种航空替代燃料及其制备方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为北京航空航天大学，申请日为2016年1月8日，公开日为2016年4月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年2月6日发出驳回决定，驳回了本申请，驳回决定中引用的对比文件如下：
对比文件1：CN105001901A，公开日为2015年10月28日；
对比文件2：CN105062653A，公开日为2015年11月18日。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年1月8日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1；2016年3月14日提交的说明书第1-152段；2017年8月30日提交的权利要求第1-13项。
驳回决定中认为：权利要求1与对比文件1的区别特征在于：权利要求1限定航空燃料包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，其中所述航空煤油中的碳和氢的含量大于98wt％，所述航空煤油的热值为43-43.8MJ/kg；所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃。基于上述区别特征，本申请实际解决的技术问题是如何拓展废弃油脂资源化利用渠道及油品附加值。对于上述区别特征，对比文件1已公开了一种由废弃餐饮油（即废弃油脂的下位概念）制备得到符合RP-3航空燃料标准（该标准要求芳烃含量不大于25%）的航空燃料。本领域技术人员可根据实际需求将航空燃料进一步分馏成航空汽油、航空煤油或含有航空煤油组分的航空重油，并且航空煤油中的碳和氢的含量、芳烃的含量及其热值大小可根据现行航空燃料标准进行合理调节。因此，权利要求1不具备创造性。在驳回决定的其他说明部分指出权利要求2-4、6-13相对于对比文件1和本领域的常规技术不具备创造性，权利要求5相对于对比文件1和2的结合不具备创造性。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种航空替代燃料，其由废弃油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，其中所述航空煤油中的碳和氢的含量大于98wt％；所述航空煤油的热值为43-43.8MJ/kg；所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃；所述废弃油脂为地沟油。
2. 一种如权利要求1所述的航空替代燃料的制备方法，其包括：
步骤A，对废弃油脂进行预处理获得预处理粗油；
步骤B，对预处理粗油进行加氢精制处理脱除氧、硫和氮获得航空重油Ⅰ；
步骤C，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ；
步骤D，将航空重油Ⅱ分馏得到航空煤油和航空汽油；
其中，航空重油Ⅱ中含有25wt％-35wt％的航空汽油和65wt％-75wt％的航空煤油；
其中，所述加氢精制处理的催化剂包括Ni-Mo/Al2O3、Co-Mo/Al2O3和Ni-W/Al2O3中的一种或几种；所述加氢精制处理的条件为：氢分压为5-10MPa，空塔流速为0.25-1h-1；
对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理和脱色处理；
所述脱胶质处理包括洗涤处理；
所述脱色处理包括采用脱色剂进行处理；
待处理油脂、洗涤的溶剂和脱色剂的重量比为1:(0.4-0.7):(0.05-0.1)；
所述废弃油脂为地沟油。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加氢精制处理的条件为：氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述加氢精制处理的催化剂的载体为γ-Al2O3，并且所述加氢精制处理的催化剂的载体比表面积为200-400m2/g，所述加氢精制处理的催化剂的载体的孔体积为0.5-1.0cm2/g。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加氢裂化异构处理的催化剂为Ni-Mo/B2O3-Al2O3和/或Ni-Co/B2O3-Al2O3，并且所述加氢裂化异构处理的条件为：氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
6. 根据权利要求2-5中任意一项所述的方法，其特征在于，对废弃油脂进行预处理还包括脱颗粒型杂质处理和脱盐脱水处理中的一种或几种。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述脱盐脱水处理包括破乳剂脱盐脱水处理和/或电脱盐脱水处理；和/或所述脱颗粒型杂质处理采用过滤处理。
8. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述洗涤的溶剂包括水、酸液和碱液中的至少一种；所述洗涤处理包括水洗、酸洗和碱洗中的至少一种；和/或所述脱色剂包括天然漂土、活性白土和活性炭中的一种或几种。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述脱色剂为活性白土和/或活性炭。
10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述洗涤处理的温度为60-70℃。
11. 根据权利要求2、8-10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述酸液的添加量基于待处理油脂的重量计为0.02wt％-0.2wt％；所述酸为磷酸和/或盐酸；所述磷酸的浓度为80wt％-85wt％；所述盐酸的浓度为10-15wt％；所述碱液的浓度为5wt％-15wt％；所述碱为碳酸钠和/或氢氧化钾。
12. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述破乳剂脱盐脱水处理的温度为30-70℃；破乳剂溶液的用量基于待处理油脂的体积计为10-30mg/L。
13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％；所述破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚和/或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年4月12日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的修改替换页。2018年6月15日国家知识产权局发出复审请求视为未提出通知书，针对上述通知书，复审请求人于2018年6月15日提交了复审程序恢复权利请求书，国家知识产权局于2018年7月13日发出恢复权利请求审批通知书，同意恢复权利。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种航空替代燃料的制备方法，所述航空替代燃料由废弃油脂制得，包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，其中所述航空煤油中的碳和氢的含量大于98wt％；所述航空煤油的热值为43-43.8MJ/kg；所述航空煤油中含有8wt％-10wt％的芳烃；；
所述的航空替代燃料的制备方法，其包括：
步骤A，对废弃油脂进行预处理获得预处理粗油；
步骤B，对预处理粗油进行加氢精制处理脱除氧、硫和氮获得航空重油Ⅰ；
步骤C，对航空重油Ⅰ进行加氢裂化异构处理制得航空重油Ⅱ；
步骤D，将航空重油Ⅱ分馏得到航空煤油和航空汽油；
其中，航空重油Ⅱ中含有25wt％-35wt％的航空汽油和65wt％-75wt％的航空煤油；
对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理、脱色处理和脱盐脱水处理；
所述加氢精制处理采用的催化剂的载体为γ-Al2O3，并且所述加氢精制处理的催化剂的载体比表面积为200-400m2/g，所述加氢精制处理的催化剂的载体的孔体积为0.5-1.0cm2/g。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氢精制处理的催化剂包括Ni-Mo/Al2O3、Co-Mo/Al2O3和Ni-W/Al2O3中的一种或几种；所述加氢精制处理的条件为：氢分压为5-10MPa，氢油比为500-800m3/m3，温度为280-320℃，空塔流速为0.25-1h-1。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氢裂化异构处理的催化剂为Ni-Mo/B2O3-Al2O3和/或Ni-Co/B2O3-Al2O3，并且所述加氢裂化异构处理的条件为：氢分压为8-10MPa，氢油比为800-1200m3/m3，温度为320-400℃，空塔流速为0.5-2h-1。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，对废弃油脂进行预处理还包括脱颗粒型杂质处理。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述脱胶质处理包括洗涤处理和/或溶剂萃取处理；和/或
所述脱色处理优选采用脱色剂进行处理；和/或
所述脱盐脱水处理包括破乳剂脱盐脱水处理和/或电脱盐脱水处理；和/或
所述脱颗粒型杂质处理采用过滤处理。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述洗涤的溶剂包括水、酸液和碱液中的至少一种；所述洗涤处理包括水洗、酸洗和碱洗中的至少一种；和/或所述脱色剂包括天然漂土、活性白土和活性炭中的一种或几种。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述脱色剂为活性白土和/或活性炭。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述洗涤处理的温度为60-70℃。
9. 根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述酸液的添加量基于待处理油脂的重量计为0.02wt％-0.2wt％；所述酸为磷酸和/或盐酸；所述磷酸的浓度为80wt％-85wt％；所述盐酸的浓度为10-15wt％；所述碱液的浓度为5wt％-15wt％；所述碱为碳酸钠和/或氢氧化钾。
10. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述破乳剂脱盐脱水处理的温度为30-70℃；破乳剂溶液的用量基于待处理油脂的体积计为10-30mg/L。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述破乳剂溶液的浓度为2wt％-10wt％；所述破乳剂为聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚和/或聚氧丙烯聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚。”
复审请求人认为：权利要求1与对比文件1的区别至少在于：（1）权利要求1对废弃油脂进行预处理包括脱胶质处理、脱色处理和脱盐脱水处理；（2）权利要求1限定了加氢精制处理采用的催化剂的载体为γ-Al2O3，其比表面积为200-400m2/g、孔体积为0.5-1.0cm3/g。本申请实际解决的技术问题是：提供一种提高催化剂寿命和效率以及产品品质的航空替代燃料的制备方法。对于区别（1），脱胶质处理可以脱除废弃油脂中胶质物质和微量金属、微量的皂磷脂及多环芳香烃等，脱盐脱水处理可进一步降低油脂中的水、金属和盐含量，从而提高加氢精制处理催化剂的寿命和效率，进而提高最终产品的品质，同时也减轻精制处理时对反应器的伤害。对比文件1没有给出技术启示。对比文件2公开了一种用微藻制备航空燃料的方法，但微藻制备的生物油主要成分均为脂肪酸，与本申请的地沟油的成分主要是脂肪酸甘油酯和少量的游离脂肪酸组成完全不同，因此对比文件2也没有公开上述区别技术特征（1）和（2），也未给出技术启示。对于区别（2），采用γ-Al2O3作为加氢精制处理的催化剂的载体较有利于对预处理粗油进行加氢精制；尤其是由比表面积为200-400m2/g，孔体积为0.5-1.0cm3/g的γ-Al2O3载体制得的催化剂用于对预处理粗油进行加氢精制处理具有较高的反应活性和选择性。本申请通过选择合适的预处理方法和γ-Al2O3载体，提高了加氢反应效率，并且所制备得到的航空替代燃料可以满足国际航空燃料标准，并做了3个补充实验来辅助说明。因此，本申请权利要求1具备创造性，相应地，从属权利要求2-11也具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年7月13日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：（1）对比文件1指出：对地沟油即废弃油脂进行过滤分离除去杂质、和甲醇反应除去游离的脂肪酸以降低酸值、及脱色脱臭、脱水过程（参见对比例1）。对比文件2也指出：生物粗油即油脂脱水脱胶后进行加氢精制。加氢精制催化剂可选用Pt/C、Pt/γ-A12O3、Pd/C、Ni/A12O3、Ni-Mo/A12O3和Co-Mo/A12O3中的一种或多种；氢分压为5-15MPa；氢油比为600-1000m3/m3，温度为280℃-420℃，空塔流速为0.25-2h-1；可得到航空汽油、航空煤油、航空柴油（参见说明书第34段）。因此，为了提高加氢精制催化剂寿命本领域技术人员有动机在对比文件1的基础上结合对比文件2的技术对废弃油脂进行脱胶处理、脱色脱臭处理和脱水处理。至于脱盐过程，本领域常规使用的脱水处理工艺如破乳脱水、吸附脱水等，在脱水过程中油中的盐分都常常溶于水进而在脱水过程中也会伴随着脱盐过程，因此，脱盐脱水也属于本领域的常规技术。（2）对比文件1指出：加氢脱氧催化剂Co-Mo/γ-Al2O3（可以达到脱氧、硫、氮的目的）的装填量相当于油重的3%，同时向固定床加氢反应装置中持续通入氢气，使氢油体积比为600，控制绝对压力为2.5MPa，温度320℃，液时空速2h-1（参见实施例1）。对比文件2也指出：生物粗油即油脂脱水脱胶后进行加氢精制。加氢精制催化剂可选用Pt/C、Pt/γ-A12O3、Pd/C、Ni/A12O3、Ni-Mo/A12O3和Co-Mo/A12O3中的一种或多种；氢分压为5-15MPa；氢油比为600-1000m3/m3，温度为280℃-420℃，空塔流速为0.25-2h-1；可得到航空汽油、航空煤油、航空柴油（参见说明书第34段）。因此，本领域技术人员在对比文件1-2公开内容的基础上结合现有的加氢精制载体性质并通过常规实验易于确定加氢精制催化剂的载体比表面积和孔体积范围。（3）对比文件2中的生物粗油即植物油脂常含有脂肪酸甘油酯、脂肪酸酯和脂肪酸，与本申请中的地沟油主要成分是脂肪酸甘油酯和少量的游离脂肪酸，组成差别不大；并且脂肪酸甘油酯、脂肪酸酯和脂肪酸经过加氢脱氧、异构裂化处理后可转化为航空燃料，这属于本领域的常规技术。因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在复审程序中提交了权利要求全文的修改替换页（共2页11项），经审查，所做修改符合专利法第33条的规定和专利法实施细则第61条第1款的规定。本复审决定所针对的审查文本为：申请日2016年1月8日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1；2016年3月14日提交的说明书第1-152段；2018年4月12日提交的权利要求第1-11项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求中的某个技术特征没有被最接近的对比文件公开，且本领域技术人员也无法从该最接近的对比文件及其他现有技术中获得相关的技术启示，也没有证据表明所述技术特征属于本领域的公知常识，同时，所述技术特征能为该技术方案带来有益的技术效果，则该权利要求具备创造性。
权利要求1请求保护一种航空替代燃料的制备方法。
对比文件1公开了一种航空燃料的制备方法，包括以下步骤：S1.将废弃餐饮油进行过滤除杂、酯化降酸、脱色脱臭、脱水处理；S2.将经步骤S1.处理后的废弃餐饮油进行分离得动物油脂和植物油；S3.将分离得到的动物油脂和植物油分别进行加氢脱氧反应，然后再进行异构化反应；S4.将经步骤S3.处理后的产物分别进行冷凝、蒸馏及精制，即得到航空燃料。航空燃料的得率可达70%以上，油品质量符合RP-3航空燃料标准（参见说明书第9段）。本实施例1所用原料为地沟油，所得航空燃料烷烃组分的平均得率为70%，碳链分布主要为C7-C18，其中以C8-C17为主，异构化率60%，经过精制后，其酸性物质脱除率达92%，固体颗粒＜3个/ml，水分＜15ppm，硫含量为0，银片腐蚀为1级，铜片腐蚀为1级。符合RP-3航空燃料标准（参见实施例1）。也即对比文件1公开了一种航空燃料的制备方法，由废弃餐饮油（即废弃油脂的下位概念）制备得到符合RP-3航空燃料标准的航空燃料。
对比文件2公开了一种用微藻制备航空燃料的方法，包括如下步骤（参见说明书第5-8和23段）：1）用水热法对含水微藻进行油脂提取，得到油相、水相、气相和藻渣；2）对步骤1）得到的油相进行加氢精制，得到加氢精制产物；3）对步骤2）得到的加氢精制产物进行加氢异构裂化，得到航空煤油。步骤3）使用的加氢异构裂化催化剂为Ni-Mo/B2O3-A12O3、Ni-Co/B2O3-A12O3和Ni-Mo/SiO2-A12O3中的一种或多种，并且所述加氢异构裂化中，氢分压为8-15MPa，氢油比为1000-1500m3/m3，温度300-440℃、优选为325-425℃，空塔流速为0.5-2h-1。
对比文件1为权利要求1最接近的现有技术，权利要求1与对比文件1的区别在于：权利要求1限定的制备方法未对预处理后的粗油进行分离的动物油脂和植物油，预处理包括脱胶质和脱盐处理，加氢异构后得到的航空重油进行分馏得到航空煤油和航空汽油，并限定了航空重油中航空煤油和航空汽油的含量；权利要求1限定航空燃料包括航空煤油、航空汽油和含有航空煤油组分的航空重油中的至少一种，并限定了航空煤油中碳和氢的含量、热值以及芳烃含量；权利要求1限定了催化剂载体的物性参数。
基于上述区别特征可以确定，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何在不分离动物油脂和植物油的情况下采用废弃油脂制备符合相应标准的航空煤油。
对此，合议组查明：对比文件1公开的技术方案中，采用了将废弃餐饮油进行分离得到动物油脂和植物油脂，对两者分别进行加氢脱氧和加氢异构反应，进而再进行后续的冷凝、蒸馏和精制处理得到了符合RP-3航空燃料标准的产品。对比文件1中提到，由于动物油脂含饱和脂肪酸高、植物油含不饱和脂肪酸高，二者在加氢脱氧反应过程中的氢耗、液体产品收率和分布都不同，因此在实际生产过程中需要将动物油脂和植物油脂分离，且在不同的条件下进行加氢脱氧反应和异构化反应才能得到品质较好的航空燃料。同时，对比文件1还给出了一个对比例1，采用与实施例1基本相同的工艺、但不分离动物油脂和植物油脂制备航空燃料。对比试验结果表明，对比例1制备得到的航空燃料产品得率明显降低，铜片腐蚀结果为2级（实施例1为1级），对比例1得到的航空燃料不符合RP-3的标准要求。由对比文件1公开的整体的内容，本领域技术人员得到的信息是需要将动物油脂和植物油脂分开进行加氢精制和加氢异构化才能获得合格的航空燃料，也即，对比文件1整体上并未给出对动物油脂植物油脂不分离进行处理的教导或启示，本领域技术人员在对比文件的基础上，为获得合乎要求的航空燃料时，难以想到采用分离动物油脂和植物油脂的手段。
对比文件2公开的是一种用微藻制备航空燃料的方法，该技术方案中的微藻油不同于废弃餐饮油，，微藻油主要成分是甘油和脂肪酸，但需要特定的提取工艺才能从微藻中提取出来；废弃油脂的成分比较复杂，由于各地饮食习惯的不同导致废弃油脂的成分不固定，主要包含动物油脂和植物油脂；因此由于原料组成的差异，本领域技术人员由对比文件2中也无法获得对动物油脂和植物油脂制备航空煤油的教导。
因此，对本领域技术人员来说，在对比文件1的基础上，面对如何在不分离动物油脂和植物油酯的情况下采用废弃油脂制备符合相应标准的航空煤油的技术问题时，无法由对比文件1、对比文件2获得相应的教导或启示。并且，上述区别也不是本领域技术人员的公知常识。因此，权利要求1的技术方案具有突出的实质性特点；另外，本申请获得了符合要求的航空煤油和航空汽油，也即相对于对比文件1取得了预料不到的技术效果，因此权利要求1的技术方案相对于对比文件1是非显而易见的。
驳回决定和前置审查意见中提到：对比文件1中的对比例1的工艺与本申请权利要求1的技术方案非常接近，区别仅在于废弃油脂进行脱胶质处理、工艺参数的区别和对航空燃料性质的限定，但该区别为本领域技术人员的常规选择。对此合议组认为：虽然对比文件1的对比例1的工艺与本申请权利要求1的技术方案比较接近，但对比例1的工艺在地沟油的预处理过程和加氢异构后均进行了脱酸处理，得到的产品硫含量为0，但对铜片的腐蚀试验仍然不能达到标准要求（铜片腐蚀结果为2级，RP-3航空燃料标准要求不大于1级），而且，根据对比文件1中整体给出的技术信息，本领域技术人员得到的技术信息应是对于废弃油脂只有采用实施例1中的先分离动物油脂和植物油脂、再进行加氢精制和异构化处理才能获得符合要求的航空燃料，对比例1的技术方案难以作为本领域技术人员改进的基础。
综上所述，驳回决定和前置意见中有关权利要求1相对于对比文件1、2和本领域常用技术手段的结合不具备创造性的理由不再成立。权利要求1相对于对比文件1、2和本领域的公知常识具备专利法第22条第3款规定的创造性。进而，从属权利要求2-11也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年2月6日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定针对的文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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