发明创造名称：用于具有高热交换的化学过程的由整体式邻近导热主体制成的多元结构反应器
外观设计名称：
决定号：186873
决定日：2019-08-15
委内编号：1F246637
优先权日：2012-12-28
申请（专利）号：201380073978.4
申请日：2013-12-27
复审请求人：艾尼股份公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘辉
合议组组长：李晋东
参审员：刘天佐
国际分类号：B01J19/24
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：要求保护的发明与最接近的现有技术存在区别技术特征，如果现有技术整体上存在将该区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，如已被其他对比文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201380073978.4、发明名称为“用于具有高热交换的化学过程的由整体式邻近导热主体制成的多元结构反应器”的发明专利申请（以下称本申请）。本申请的申请人为艾尼股份公司，申请日为2013年12月27日，优先权日为2012年12月28日，进入国家阶段日为2015年8月27日，公开日为2015年12月2日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月28日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-14相对于对比文件1（US4743578A，公开日为1988年5月10日）、对比文件2（CN102481539A，公开日为2012年5月30日）和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，权利要求15、19和21不符合专利法第31条第1款关于单一性的规定。驳回决定所依据的审查文本为：2015年8月27日提交的说明书第[0001]-[0104]段、说明书附图图1-图5E、说明书摘要、摘要附图，以及2017年8月31日提交的权利要求第1-22项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种用于实现放热/吸热化学反应的反应器的多元结构管状元件，包括纵向延伸的两个或更多个整体式导热主体，所述两个或更多个整体式导热主体组装在一起，使得每个整体式导热主体的侧表面的一部分与邻近其的一个或多个整体式导热主体的侧表面相接触，并且所述两个或更多个整体式主体一起形成热连接的蜂巢结构，所述蜂巢结构包含多个纵向通道，所述多个纵向通道从所述多元结构管状元件的一端延伸到另一端并且彼此大体平行并且平行于相同元件的主轴，其特征在于每个所述整体式导热主体具有高于10W/m/K的热导率并且与所述多元结构管状元件的外表面热连接以便在蜂巢截面的任何小室中允许通过导热材料传热而不从所述外表面或朝向所述外表面不连续。
2. 根据权利要求1所述的管状元件，具有大体圆柱形形状。
3. 根据前述权利要求中一项所述的管状元件，包括从3个至6个整体式导热主体。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其长度的范围为从0.5m到20m，优选地从1m到10m。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其中，每个整体式导热主体包括位于所述整体式导热主体内部的至少一个纵向通道，优选地彼此平行的从1个到50个通道，转而形成蜂巢结构。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其中，所述整体式导热主体的所述侧表面的与一个或多个邻近主体相接触的部分是平面的或稍微有凹槽的，然而，所述侧表面的第二部分具有包括搁板或翼部的结构。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其中，所述纵向通道的空间密度为使得所述纵向通道的截面包括平均从1个至50个、更优选地从3个至30个小室每cm2。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其中，构成每个导热 主体的材料的特点是固有热导率范围为从100W/m/K到400W/m/K。
9. 根据前述权利要求1所述的管状元件，其中，所述材料选自钢、铜、铝或铝合金。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其截面的最大尺寸的范围为从10mm到100mm，优选地从20mm至50mm。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，还包括完全或部分地定位在所述管状元件的外侧表面上的管状导热护套。
12. 根据权利要求11所述的管状元件，其中，所述护套借助于拉拔被定位为与所述管状元件的所述外侧表面紧密接触。
13. 根据前述权利要求11或12中一项所述的管状元件，其中，所述护套由钢或不锈钢制成。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，包括呈颗粒体形式的催化剂，所述催化剂定位在至少一个、优选地每个纵向通道中。
15. 一种用于产生根据权利要求1至14中任一项所述的反应器的管状元件的方法，包括两个或更多个整体式导热主体的组装，所述两个或更多个整体式导热主体具有分别在每个主体的相对端部处的两个头部或末端部分以及大体平行于纵轴的一个或多个侧表面，使得每个整体式主体的所述侧表面的至少一部分与一个或多个其他的整体式主体的侧表面相接触，一起形成包含多个纵向通道的热连接的蜂巢结构，所述纵向通道从所述多元结构管状元件的一端延伸到另一端并且大体彼此平行并且平行于相同元件的主轴。
16. 根据前述权利要求15所述的方法，其中，每个整体式导热主体包括定位在其内部的至少一个纵向通道，优选地彼此平行的从1个到50个通道，转而形成蜂巢结构。
17. 根据前述权利要求15或16中一项所述的方法，其中，所述一个或多个整体式导热主体借助于挤压技术来产生。
18. 根据前述权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括拉拔步 骤，由此将导热管状护套定位在反应器的所述多元结构管状元件的外侧表面上。
19. 根据权利要求1至14中任一项所述的反应器的多元结构管状元件的用途，用于实现放热或吸热反应。
20. 根据权利要求19所述的用途，用于实现费-托反应。
21. 一种用于实现放热/吸热化学反应的反应器(1)，包括：
(a)大体圆柱形或具有相似形状的容器(A)，其设置有所述化学反应的温度调节流体的进给装置(2)和排放装置(3)；
(b)分别定位在所述容器的头部和基部处的上部闭合元件(B1)和下部闭合元件(B2)；
(c)定位(4)在所述上部闭合元件(B1)中或定位(5)在所述下部闭合元件(B2)中的试剂混合物的进给装置；
(d)定位(5)在所述下部闭合元件中或定位(4)在所述上部闭合元件中的反应相的排放装置；
(e)根据前述权利要求1至14中任一项的至少一个多元结构管状元件(7)，其照原样或带有护套，定位在所述上部闭合元件(B1)和所述下部闭合元件(B2)之间的所述容器(A)内部。
22. 一种根据前述权利要求21所述的反应器，其中，所述放热/吸热反应在固体颗粒催化剂的存在下进行。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年3月13日向国家知识产权局提交了复审请求书，并修改了权利要求书，将权利要求1的技术特征“以便在蜂巢截面的任何小室中允许通过导热材料传热而不从所述外表面或朝向所述外表面不连续”修改为“其中每个所述整体式导热主体包括壁，所述壁是所述多元结构管状元件的外部侧表面的一部分，并且所述多元结构管状元件包括呈颗粒体形式的催化剂，所述催化剂填充在所述多个纵向通道的至少一个中”，并修改了权利要求1、14、15、17的部分文字表述。修改后的权利要求1、14、15、17如下：
“1. 一种用于实现放热/吸热化学反应的反应器的多元结构管状元件，包括纵向延伸的两个或更多个整体式导热主体，所述两个或更多个整体式导热主体组装在一起，使得每个整体式导热主体的侧表面的一部分与邻近其的一个或更多个整体式导热主体的侧表面相接触，并且所述两个或更多个整体式导热主体一起形成热连接的蜂巢结构，所述蜂巢结构包含多个纵向通道，所述多个纵向通道从所述多元结构管状元件的一端延伸到另一端并且彼此大体平行并且平行于相同元件的主轴，其特征在于每个所述整体式导热主体具有高于10W/m/K的热导率并且与所述多元结构管状元件的外表面热连接，其中每个所述整体式导热主体包括壁，所述壁是所述多元结构管状元件的外部侧表面的一部分，并且所述多元结构管状元件包括呈颗粒体形式的催化剂，所述催化剂填充在所述多个纵向通道的至少一个中。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的管状元件，其中，所述催化剂定位在每个纵向通道中。
15. 一种用于产生根据权利要求1至14中任一项所述的反应器的管状元件的方法，包括两个或更多个整体式导热主体的组装，所述两个或更多个整体式导热主体具有分别在每个主体的相对端部处的两个头部或末端部分以及大体平行于纵轴的一个或更多个侧表面，使得每个整体式主体的所述侧表面的至少一部分与一个或更多个其他的整体式主体的侧表面相接触，一起形成包含多个纵向通道的热连接的蜂巢结构，所述纵向通道从所述多元结构管状元件的一端延伸到另一端并且大体彼此平行并且平行于相同元件的主轴。
17. 根据前述权利要求15或16中一项所述的方法，其中，所述一个或更多个整体式导热主体借助于挤压技术来产生。”
复审请求人认为：本申请修改后的权利要求1所述的多元结构管状元件的特征至少是使每个单个整体式导热主体形成外壁表面的一部分，以便实现所述管状元件的内部部件和外部部件之间的非常有效的热流动，管状反应器中的热能够穿过导热主体本身直接流动至管状反应器的侧表面，或者能够从管状反应器的侧表面直接流动穿过导热主体本身，而不需要穿过任何接触表面；此外，本申请的管状反应器在至少一个纵向通道内填充有呈颗粒形式的催化剂；由于每个整体式主体具有是反应器的侧表面的一部分的表面，这必然意味着每个整体式主体与反应器的侧表面是直接接触的；而对比文件1中，多元结构反应器的每个部件包括是反应器本身的侧表面的一部分的侧表面，此外，对比文件1没有公开填充反应器通道的任何颗粒催化剂。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年4月24日发出了复审请求受理通知书，并将案卷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坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年3月27日向复审请求人发出复审通知书，指出：在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的常规技术手段得出权利要求1-22的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1-22不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见，合议组认为：在本申请和对比文件1中，每个纵向通道是一个基本的反应单元，虽然整体式导热主体的热量可以快速传递到外表面，但从本申请的图5可以看出，位于中心位置的纵向通道无法直接传热到反应器的侧表面，只能先传热到相邻的纵向通道，最后才传热到侧表面，即每个纵向通道的传热方式与对比文件1并没有实质区别。因此权利要求1中设置的整体式导热主体，只是相当于在对比文件1的图6-9的基础上将其重新切割成几个主体结构，使每个主体结构包括壁和多个纵向通道，这种重新切割的方式并不能解决快速传热的技术问题，因此不能带来创造性贡献。另外，对比文件1公开了蜂巢结构可负载催化剂并用于多种催化反应中，本领域技术人员在此基础上容易想到使用颗粒催化剂并将其填充到反应通道中。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年5月13日提交了意见陈述书，删除了权利要求15-20，并调整了后续权利要求的编号和引用关系。复审请求人认为：（1）合议组将对比文件1作为最接近的现有技术是不合适的，对比文件2代表最接近的现有技术，合议组所确定的技术问题不能完全代表本申请意图解决的技术问题，本申请能够提供以更容易且更经济的方式产生的用于高度放热/吸热反应的反应器的管状元件；（2）对比文件1的个体单元能够相对于彼此移动，还包括分隔若干单元的空间，不能得出权利要求1的技术特征“以便在蜂巢截面的任何小室中允许通过导热材料传热而不从所述外表面或朝向所述外表面不连续”；（3）对比文件1也不关注结构的热导率，对比文件1优选用于催化部分氧化工艺，其中热排除和温度控制不是关键的，而本申请的特征之一是使各个单个整体式导热主体形成外壁表面的一部分以便实现管状元件的内部部件和外部部件之间的非常有效的热流动，管状反应器中的热能够通过导热主体本身直接流动至管状反应器的侧表面或者直接从管状反应器的侧表面流动通过导热主体本身，不需跨越任何接触表面；（4）本申请的管状反应器填充有颗粒形式的催化剂，相对于对比文件1公开的涂覆或吸附的催化剂有更高的生产率。
在上述程序的基础上，合议组认为，本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）关于审查文本
本复审请求审查决定所依据的审查文本是：2015年8月27日提交的说明书第[0001]-[0104]段、说明书附图图1-图5E、说明书摘要、摘要附图，以及2019年5月13日提交的权利要求第1-16项。
（二）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。
要求保护的发明与最接近的现有技术存在区别技术特征，如果现有技术整体上存在将该区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其存在的技术问题的启示，如已被其他对比文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明是显而易见的。
1、关于权利要求1
权利要求1请求保护一种用于实现放热/吸热化学反应的反应器的多元结构管状元件，对比文件1公开了一种陶瓷结构的催化剂载体（参见说明书第4栏第14-53行，说明书第8栏第50行-第9栏第15行，图1-5），根据图1，具有壁6的容器安装有催化剂床，包括多个陶瓷载体单元1-5，每一个单元是陶瓷蜂窝挤出物，其中有纵向蜂窝通道8沿单元纵向延伸；单元的柱状面具有垂直槽9、上端突起10、下端突起11等；根据图6，其显示了方形、对称的整体结构（相当于反应器的多元结构管状元件），在陶瓷单元之间或者在突起和相应的邻接地凹槽之间没有间隙，结构包括纵向延伸的25个陶瓷单元（相当于多个整体式导热主体），多个单元一起形成蜂巢结构（陶瓷可导热，即蜂巢结构是热连接的），多个纵向蜂窝通道8从多元结构管状元件的一端延伸到另一端并且彼此大体平行并且平行于相同元件的主轴；上述结构可负载催化剂并用于多种催化反应中，例如通过烃进料与蒸汽、二氧化碳和/或氧制备含氢气体流的反应，烃和氧气放热反应产生的热提供给烃与蒸汽用于吸热反应。
权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征在于：每个所述整体式导热主体具有高于10W/m/K的热导率并且与多元结构管状元件的外表面热连接，其中每个整体式导热主体包括壁，壁是多元结构管状元件的外部侧表面的一部分，催化剂填充在所述多个纵向通道的至少一个中。由此可以确定权利要求1实际解决的技术问题是：提高蜂巢结构与外表面的热交换速率。
对比文件1公开了蜂巢结构可负载催化剂并用于多种催化反应中，本领域技术人员在此基础上容易想到使用颗粒催化剂并将其填充到反应通道中。而对比文件2公开了用于放热或吸热催化反应的反应器（参见权利要求1-6），反应器包括多个蜂窝状整体式结构，插入管状结构内部，各个整体结构由圆柱形连续体构成，在连续体内存在一系列从一端向另一端延伸的平行轴向通道，通道由连续的蜂窝基体隔开并填充有催化剂，整体结构由具有大于10W/m/K的固有热导率的材料制成，即对比文件2给出了采用高于10W/m/K的热导率的材料形成蜂窝整体结构的启示。本领域技术人员在对比文件1的基础上（参见图6-9），能够将其重新切割为几个整体式导热主体，并使每个单元包括壁，壁是外部侧表面的一部分。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域常规技术手段得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、关于权利要求2-14
权利要求2对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1还公开了：图8显示了外部单元48-59通过两个或三个面的上端突起10搭放在环状组件68上的折起67上，环状组件68连接或组成了容器壁6（参见说明书第6栏第23-55行，图8-11），可见，图8的元件为大体圆柱形形状；
权利要求3对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1公开了多个陶瓷单元（即多个整体式导热主体）（参见图6），本领域技术人员根据实际反应需求即可选择合适的导热主体的个数；
权利要求4对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件2（参见权利要求1-6、说明书第[0001]、[0053]段）公开了用于放热或吸热催化反应的反应器及其使用的蜂窝状整体式导热主体，蜂窝整体具有多个1米长的正方形通道，即对比文件2给出了采用合适元件长度的技术启示；
权利要求5对引用的权利要求作了进一步限定，附加技术特征 “每个整体式导热主体包括位于所述整体式导热主体内部的至少一个纵向通道，转而形成蜂巢结构”已被对比文件1公开（参见图4），参考图4，本领域技术人员根据实际反应需求即可选择合适的通道的具体数量；
权利要求6对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1公开了（参见图3）：单元侧表面的第一部分与邻近单元相接触的部分是具有下端突起11、上端表面13（即平面的）或凹槽9，侧表面第二部分具有上端突起10、下端表面12、上端表面14等（相当于搁板或翼部）；
权利要求7对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1还公开了（参见说明书第5栏第1-4行）：在图4中，具有10-100个通道/cm2（即10-100个小室每cm2），相邻的通道壁厚约0.2-0.5mm；
权利要求8-10对引用的权利要求作了进一步限定，对比文件2公开了用于放热或吸热催化反应的反应器及其使用的蜂窝状整体式导热主体，蜂窝整体具有多个1米长的正方形通道，由铝制成，所述通道具有等于25.4 mm的外径，且蜂房密度为每平方厘米上4个蜂房（参见说明书第[0001]、[0053]段）；对比文件2给出了采用合适热导率的材料例如铝制造蜂窝载体、以及选择合适元件截面尺寸的技术启示，而采用钢、铜、铝合金制备催化反应中的蜂窝导热主体也是本领域的常规选择；
权利要求11-13对引用的权利要求作了进一步限定，为了固定导热主体并充分传热，设置完全或部分地定位在管状元件的外侧表面上的管状导热护套对本领域技术人员来说是容易的，而护套借助于拉拔被定位为与管状元件的外侧表面紧密接触以及采用钢或不锈钢制成护套是本领域的常规技术手段；
权利要求14对引用的权利要求作了进一步限定，根据实际反应需求，采用颗粒体形式的催化剂，并将其定位在每个纵向通道是本领域的常规技术手段；
因此，在引用的权利要求不具备创造性的情况下，权利要求2-14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于权利要求15-16
权利要求15-16要求保护一种反应器。参见上述对权利要求1的评述，权利要求15-16与对比文件1相比，区别还在于反应器包括进给装置、排放装置、闭合元件等，然而这些都是反应器中的常规配置，因此，权利要求15-16所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见
对于复审请求人在答复复审通知书时提出的意见，合议组认为：（1）参见前述对权利要求1的评述，权利要求1请求保护一种用于实现放热/吸热化学反应的反应器的多元结构管状元件，对比文件1同样公开了一种用于催化放热/吸热反应的负载催化剂的多元管状陶瓷结构，与本申请的技术领域一致，技术效果接近，且公开了较多的技术特征，因而将对比文件1认定为本申请最接近的现有技术并无不妥；参见上述对权利要求1的评述，本申请与对比文件1相比，直接解决的技术问题是提高蜂巢结构与外表面的热交换速率，没有证据证明本申请相比对比文件1能够更容易且更经济的方式产生管状元件；（2）权利要求1中已经删除了技术特征“以便在蜂巢截面的任何小室中允许通过导热材料传热而不从所述外表面或朝向所述外表面不连续”，对比文件1中个体单元能够相对于彼此移动、还包括分隔若干单元的空间的特征并不会阻碍本领域技术人员将其改进为本申请的技术方案；（3）提高热导率、合理控制热量是化学反应中的普遍追求，而参见上述对权利要求1的评述，在本申请和对比文件1中，每个纵向通道是一个基本的反应单元，虽然整体式导热主体的热量可以快速传递到外表面，但从本申请的图5可以看出，位于中心位置的纵向通道无法直接传热到反应器的侧表面，只能先传热到相邻的纵向通道，最后才传热到侧表面，即纵向通道的传热方式与对比文件1并没有实质区别；权利要求1中设置的整体式导热主体，只是相当于在对比文件1的图6-9的基础上将其重新切割成几个主体结构，使每个主体结构包括壁和多个纵向通道，这种重新切割的方式并不能解决快速传热的技术问题，不能带来创造性贡献；（4）使用颗粒催化剂并将其填充到反应通道中是本领域的常规技术手段，其技术效果也是可以预期的。
因此，复审请求人关于本申请具备创造性的意见不具有说服力，合议组对此不予支持。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月28日对本申请作出的驳回决定。
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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