发明创造名称：用于安德卢梭法中氢回收的装置和方法
外观设计名称：
决定号：194469
决定日：2019-10-31
委内编号：1F249214
优先权日：2012-12-18
申请（专利）号：201310681870.5
申请日：2013-12-12
复审请求人：英威达纺织（英国）有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：周荃
合议组组长：李应会
参审员：史卫良
国际分类号：C01B3/50，C01C3/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别技术特征，而现有技术没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其技术问题的启示，则不能认定该权利要求对本领域技术人员来说是显而易见的。
全文：
本复审请求涉及申请号为201310681870.5，名称为“用于安德卢梭法中氢回收的装置和方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为英威达纺织（英国）有限公司，申请日为2013年12月12日，优先权日为2012年12月18日，公开日为2014年7月9日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年1月5日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：在对比文件1（CN1200102A，公开日为1998年11月25日）的基础上结合本领域的公知常识获得独立权利要求1和14所要求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的，从属权利要求2-13和15-33的附加技术特征或者被对比文件1公开，或者是本领域的常规技术手段，因此权利要求1-33不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为申请人于2017年7月24日提交的权利要求第1-33项，于2016年1月20日提交的说明书第1-221段（第1-31页）、说明书附图、摘要附图，以及于2014年4月30日提交的说明书摘要。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种从安德卢梭法的气态废弃流回收氢的方法，所述方法包括：
(a)调节包含甲烷、氨和氧的反应混合物以对所述反应混合物提供充分的氧，以在氨的移除和氰化氢的回收之后产生具有至少59.6％氢的气态废弃流；以及
(b)从所述气态废弃流移除组分以产生回收的氢，
其中所述充分的氧作为包含至少65％氧的含氧进料流提供。
2. 权利要求1所述的方法，其中所述充分的氧作为包含至少75％氧的含氧进料流提供。
3. 权利要求1或2所述的方法，其中所述气态废弃流包含约59.6％氢至约78％氢，约12％一氧化碳至约15％一氧化碳，约0.7％二氧化碳至约1.5％二氧化碳，约3％氮至约5％氮，约1％甲烷至约2.0％甲烷，约0.01％有机腈至约0.1％有机腈，约0.01％HCN至约0.05％HCN，约3％水至约5％水，以及它们的组合。
4. 权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述气态废弃流包含小于约50％的氮。
5. 权利要求1-4中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：移除一氧化碳、氮、水、二氧化碳、甲烷、一种或多种有机腈，或它们的组合。
6. 权利要求1-5中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：使所述气态废弃流通过一个或多个冷凝单元。
7. 权利要求1-6中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：冷凝，胺洗涤，变压吸附，深冷纯化，所述气态废弃流经由氢可渗透膜的通过，所述气态废弃流经由钯膜的通过，所述气态废弃流经由烃吸收介质的通过，所述气态废弃流经由气体膨胀单元的通过，所述气态废弃流经由水煤气变换化学转化器单元的通过，或它们的组合。
8. 权利要求1-7中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：使所述气态废弃流通过吸附剂，并且其中所述吸附剂包括硅胶、活性炭、沸石、分子筛，或它们的组合。
9. 权利要求1-8中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：使所述气态废弃流通过水煤气变换转化单元，以将一氧化碳和水转化为二氧化碳和氢。
10. 权利要求1-9中任一项所述的方法，其中从所述气态废弃流移除组分包括：使所述气态废弃流通过一个或多个单元，每个单元包含含有碳吸附材料的部分和含有沸石的部分。
11. 权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所回收的氢为至少约90％纯的，或至少约91％纯的，或至少约92％纯的，或至少约93％纯的，或至少约94％纯的，或至少约95％纯的，或至少约96％纯的，或至少约97％纯的，或至少约98％纯的，或至少约99％纯的氢。
12. 权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述氰化氢在甲烷、氨和氧的反应中产生。
13. 权利要求1-12中任一项所述的方法，其中采用所回收的氢用于氢化，或用于热或能量生成。
14. 一种系统，所述系统包括：
(a)反应器，所述反应器配置用于从包含甲烷、氨和氧的反应混合物在铂催化剂的存在下制备氰化氢，其中所述反应器还配置为对所述反应混合物提供充分的氧，以在氨的移除和氰化氢的回收之后产生具有至少59.6％氢的气态废弃流；和
(b)氢回收系统，所述氢回收系统配置为从所述气态废弃流回收氢，
其中所述充分的氧作为包含至少65％氧的含氧进料流提供。
15. 权利要求14所述的系统，其中所述充分的氧作为包含至少75％氧的含氧进料流提供。
16. 权利要求14或15所述的系统，所述系统还包括：氨汽提器单元，以从气态产物流移除氨从而产生含有HCN和废物的半纯化产物流；以及HCN吸收器单元，以产生HCN产物和所述气态废弃流。
17. 权利要求14-16中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括：一个或多个单元，所述单元配置用于冷凝、胺洗涤、变压吸附、深冷纯化、所述气态废弃流通过氢可渗透膜的流动、所述气态废弃流通过钯膜的流动、所述气态废弃流通过烃吸收介质的流动、所述气态废弃流通过气体膨胀单 元的流动、所述气态废弃流通过水煤气变换化学转化器单元的流动，或它们的组合。
18. 权利要求14-17中任一项所述的系统，其中所述系统包括一个或多个冷凝单元，所述冷凝单元配置为从所述气态废弃流移除水分。
19. 权利要求14-18中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括一个或多个单元，所述单元含有选自由碳吸附材料、沸石，以及它们的组合组成的组的材料。
20. 权利要求14-19中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括一个或多个单元，所述单元操作性连接以使得所述气态废弃流可以从一个单元流动至另一个。
21. 权利要求14-20中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括一个或多个单元，所述单元操作性连接以使得所述气态废弃流可以进入第一单元直至所述第一单元中的材料不产生具有至少60％纯氢的氢，并且之后可以将所述气态废弃流分流至第二单元中，同时将所述第一单元中的材料再生和/或将废物排出。
22. 权利要求14-21中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括一个或多个进气阀门，所述进气阀门各自操作性连接至所述氢回收系统的至少一个单元，以使得所述气态废物可以经由一个或多个进气阀门流动至一个或多个单元中。
23. 权利要求14-22中任一项所述的系统，所述系统还包括氢检测器，所述氢检测器操作性连接至气态产物流分流器，所述气态产物流分流器用于当所述氢检测器检测到所述气态产物流中的氢水平对于氢回收不可接受地低时，将所述气态产物流分流离开所述氢回收单元。
24. 权利要求14-23中任一项所述的系统，其中所述氢回收系统包括一个或多个分析器，所述分析器用于检测或量化从所述一个或多个单元出来的流出物组分的水平。
25. 权利要求24所述的系统，其中一个或多个所述分析器操作性连接至单元输出分流器，以关闭一个或多个所述单元的出口阀门。
26. 权利要求14-25中任一项所述的系统，所述系统还包括一个或多个氧检测器和/或一个或多个氢检测器，用于监控来自所述氢回收系统的 流出物中的氧和/或氢浓度。
27. 权利要求26所述的系统，其中当所述流出物中的氧浓度等于或大于第一氧含量设定点时；或当所述流出物中的所述氢浓度小于或等于第一氢含量设定点时，所述一个或多个所述氧检测器或一个或多个所述氢检测器开始所述流出物经由一个或多个回收系统流出物分流器的分流。
28. 权利要求27所述的系统，其中所述一个或多个回收系统流出物分流器开始所述流出物至所述氢回收系统中的一个或多个所述单元中的分流。
29. 权利要求27或28所述的系统，其中当至少一个或至少两个所述氧检测器检测到所述流出物的所述氧含量高于所述第一氧含量设定点时，使至少一个回收系统流出物分流器启动，以分流所述流出物。
30. 权利要求14-29中任一项所述的系统，所述系统还包括联锁，当由监控来自所述氢回收系统的流出物中的氧浓度的一个或多个氧检测器检测到第二氧设定点时所述联锁可以被启动。
31. 权利要求30所述的系统，其中所述联锁可以关闭所述氢回收系统的一个或多个所述单元。
32. 权利要求30或31所述的系统，其中所述联锁可以打开或关闭流动阀门，以允许所述流出物前往正运行的火炬。
33. 权利要求30-32中任一项所述的系统，其中所述联锁可以将所述含有氢的流出物从所述氢回收系统分流至一个或多个容器中。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年4月18日向国家知识产权局提出了复审请求，并未修改申请文件。复审请求人认为：对比文件1没有建议本申请权利要求1中所限定的控制进料的氧含量提供适宜于热回收和氢回收的富氢产物流。对比文件1没有提及安德卢梭法中的氢回收，本领域技术人员没有动机从中想到回收氢的经济可行的方法。本领域技术人员难以将富集氧的或氧安德卢梭法与氢回收进行组合，本申请具有意想不到的技术效果。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年4月24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中也是安德卢梭法，也公开了采用50-100%（体积）的氧，以及80-100（体积）的氧，与本申请的含氧进料流范围有交叉，即也公开了控制进料的氧含量，则通过调整原料含量，也容易得到气态废弃流在氨的移除和氰化氢的回收之后具有至少59.6%氢；（2）尽管对比文件1没有公开将废弃物中氢回收，但是对比文件1公开了最后产生了30-40%的氢，氢可作为燃料，则本领域技术人员有动机回收利用氢，并且本领域技术人员可预期氢和氧可能产生爆炸，通过调整试验条件和二者的含量即可避免，从废弃流中回收氢也是容易的。因此，复审请求人的意见陈述不具有说服力，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2月27日向复审请求人发出复审通知书，指出：在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段获得独立权利要求1和14所要求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的，分别从属于权利要求1和14的从属权利要求的附加技术特征或者被对比文件1公开，或者是本领域的常规技术手段，或者对所要求保护的主题没有限定作用，因此不具备创造性。针对复审请求人陈述的理由，合议组认为：氢是本领域公知的安德卢梭法的副产物，对比文件1明确记载了采用富氧氧化剂时该方法（即富集氧或氧安德卢梭法）的能量效率高，且流出气流中氢的含量比常规的安德卢梭法高得多。而氢是公知公认的有价物质，特别是公知的清洁能源，也可用于化工生产的很多领域，因此本领域技术人员很容易想到在经济许可的情况下对其进行回收，而其回收方式也是本领域中广泛知晓的。空气安德卢梭法存在如复审请求人所述的“流出气流中氢含量低无法经济有效回收”的问题，但是对比文件1中使用的是30-100%（体积）的氧，是属于富集氧或氧安德卢梭法而不是空气安德卢梭法，因此对比文件1中并不存在采用空气的安德卢梭法的流出气流中氢含量低无法经济有效回收的问题，相反对比文件1中流出气流含15-20%（体积）的HCN和30-40%（体积）的氢，在此基础上本领域技术人员可以预期在氨的移除和氰化氢的回收之后的气态废气流中氢含量显然会进一步提高（如高于30-40%），在这种情况下不存在由于氢含量低无法经济有效回收的问题。因此，本申请的方法是本领域技术人员在对比文件1公开内容的基础上容易实现的，技术效果也完全可以预期。
复审请求人于2019年6月14日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书，将权利要求9的特征以及说明书中描述的水煤气变换转化的特征并入权利要求1中，并对权利要求5和7进行适应性修改删除与新权利要求1中重复的特征，删除权利要求9中已并入新权利要求1的特征，同时将说明书中记载的温度范围限定入权利要求9中；将权利要求17的部分特征以及说明书中描述的水煤气变换转化的特征并入权利要求14中，删除了权利要求17中已并入新权利要求14的特征。复审请求人认为：（1）对比文件1记载了采用富氧空气时“操作极端危险……一般极难控制的”，由此认为其教导远离本申请，本申请涉及包含至少65%氧的含氧进料流。（2）本领域技术人员从对比文件1可知，流出气流被送到常规燃烧器而不是专用燃烧器。因此，其教导了出于环保目的而燃烧掉，没有提及氢回收。本领域技术人员从对比文件1不能有动机从流出气流中回收氢。（3）对比文件1也没有公开、教导或提出修改后权利要求1的水煤气变换转化步骤。（4）不是所有的安德卢梭设备均可以或适合于氢回收，本领域技术人员难以将富集氧或氧安德卢梭法与氢回收进行组合。
合议组再次于2019年8月7日向复审请求人发出复审通知书，并引入公知常识性证据（《工业化学》李稳宏主编，西北大学出版社出版，1992年1月，第七章 合成氨工业，第三节 合成氨原料气的净化，之二、一氧化碳变换，第274-275页），指出：在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段获得独立权利要求1和14所要求保护的技术方案，对本领域技术人员而言是显而易见的，其从属权利要求的附加技术特征或者被对比文件1公开，或者是本领域的常规技术手段，或者对所要求保护的主题没有限定作用，因此不具备创造性。并再次对复审请求人陈述的理由予以逐条评述。
对此复审请求人于2019年10月17日提交了意见陈述书，同时再次修改了权利要求书，依据说明书和权利要求26、27和29的描述在权利要求1中增加了步骤c和d，同时修改了权利要求14的主题名称，并根据说明书和权利要求26、27和29的描述对权利要求14进行了限定，删除权利要求29，并适应性修改了权利要求26和27，以及其它权利要求的引证关系和编号，修改后共32项权利要求。本次提交的权利要求1和14如下：
“1. 一种从安德卢梭法的气态废弃流回收氢的方法，所述方法包括：
(a)调节包含甲烷、氨和氧的反应混合物以对所述反应混合物提供充分的氧，以在氨的移除和氰化氢的回收之后产生具有至少59.6％氢和一氧化碳的气态废弃流；以及
(b)从所述气态废弃流移除组分以产生回收的氢，
(c)由一个或多个氧浓度分析器监控所述回收的氢中的氧浓度，和
(d)当所述回收的氢中的氧浓度大于第一氧含量设定点时，由与所述一个或多个氧浓度分析器结合或操作性连接的流出物分流器将所述回收的氢引导至火炬，其中所述第一氧含量设定点为3体积/体积％的氧，
其中所述充分的氧作为包含至少65％氧的含氧进料流提供，并且
从所述气态废弃流移除组分包括：使所述气态废弃流通过水煤气变换转化单元，以经由水煤气变换转化将一氧化碳和水转化为二氧化碳和氢，其中所述水煤气变换转化包括较高温度步骤和较低温度步骤，其中所述较高温度步骤在325℃至375℃使用包含用氧化铬助催化的氧化铁的催化剂进行，而所述较低温度步骤在180℃至210℃使用包含在氧化锌和氧化铝的混合载体上的铜的催化剂进行。
14. 一种用于从安德卢梭法的气态废弃流回收氢的系统，所述系统包括：
(a)反应器，所述反应器配置用于从包含甲烷、氨和氧的反应混合物在铂催化剂的存在下制备氰化氢，其中所述反应器还配置为对所述反应混合物提供充分的氧，以在氨的移除和氰化氢的回收之后产生具有至少59.6％氢和一氧化碳的气态废弃流；和
(b)氢回收系统，所述氢回收系统配置为从所述气态废弃流回收氢， 以产生回收的氢，其中所述氢回收系统包括水煤气变换转化单元，以经由水煤气变换转化将一氧化碳和水转化为二氧化碳和氢，其中所述水煤气变换转化包括较高温度步骤和较低温度步骤，其中所述较高温度步骤在325℃至375℃使用包含用氧化铬助催化的氧化铁的催化剂进行，而所述较低温度步骤在180℃至210℃使用包含在氧化锌和氧化铝的混合载体上的铜的催化剂进行
其中所述充分的氧作为包含至少65％氧的含氧进料流提供，并且
所述氢回收系统还包括：
一个或多个氧浓分析器，用于监控所述回收的氢中的氧浓度，和
流出物分流器，所述流出物分流器与所述一个或多个氧浓度分析器结合或操作性连接，用于当所述回收的氢中的氧浓度大于第一氧含量设定点时，将所述回收的氢引导至火炬，其中所述第一氧含量设定点为3体积/体积％的氧。”
复审请求人认为：对比文件1的操作方式在于避免潜在易爆的反应剂混合物，因其记载了富氧空气是“操作极端危险、极难控制”。对比文件1未能公开、教导或提出新增加的步骤c和d。而通过步骤c和d可以克服对比文件1的操作危险和控制困难。本申请实现了将氧安德卢梭法与氢回收相结合，这是对比文件1没有教导的。利用气态废气流的热值（如燃烧），与浓缩有用的组分并将其回收之间存在技术差别。回收产品比简单燃烧可能更有用。
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
（一）审查文本的认定
由于复审请求人在答复复审通知书时修改了申请文件，经核实上述修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定，因此本复审请求审查决定所依据的文本为复审请求人于2019年10月17日提交的权利要求第1-32项，于2016年1月20日提交的说明书第1-221段（第1-31页）、说明书附图、摘要附图，以及于2014年4月30日提交的说明书摘要。
（二）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。
如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间存在区别技术特征，而现有技术没有给出将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术以解决其技术问题的启示，则不能认定该权利要求对本领域技术人员来说是显而易见的。
1、权利要求1的创造性
权利要求1要求保护一种从安德卢梭法的气态废弃流回收氢的方法，其包括a~d四个步骤。
经合议组核实，对比文件1公开了一种生产氰化氢的方法及其装置，该方法包括：采用富氧氧化剂流，以及甲烷和氨的进料流，采用间接热交换将氧化剂和进料流预热至所需温度，将预热后的料流在混合区充分混合，将该混合气流送到催化剂处生成含氰化氢的流出气流；其中该富氧氧化剂流含有30-100%（体积）的氧，该流出气流含15-20%（体积）的HCN和30-40%（体积）的氢（参见其权利要求1、2和8）；还公开了富氧氧化剂含有50-100%（体积）、特别是80-100%（体积）的氧（参见其说明书第2页第25-26行）。
权利要求1与对比文件1相比，区别在于：（1）权利要求1还限定了在氨的移除和氰化氢的回收之后产生具有至少59.6%氢的气态废弃流，以及从中回收氢；（2）包括步骤（c）和（d）；以及（3）从气态废弃流中移除一氧化碳的具体手段。由此本申请权利要求1实际解决的技术问题是节约资源。
合议组经审查后认为，上述区别（2）即步骤（c）和（d），其中分别限定了采用氧浓度分析器监控回收的氢中的氧浓度，并限定了具体的控制手段。上述特征能够克服现有技术中的操作危险和难以控制的技术问题。这些特征在驳回决定和前置审查意见书中并未涉及，在对比文件1中也没有任何教导，也不是依据目前的现有技术能够容易想到的。
因此，基于修改后的权利要求1，驳回决定及前置审查意见中关于权利要求1相对于对比文件1结合本领域常规技术手段不具备创造性的理由不再成立。
2、权利要求2-13的创造性
由于权利要求2-13均是直接引用权利要求1的从属权利要求，因此在权利要求1不具备创造性的驳回理由不成立的前提下，驳回决定中关于权利要求2-13不具备创造性的理由也不成立。
3、权利要求14的创造性
权利要求14要求保护一种用于从安德卢梭法的气态废弃流回收氢的系统，并包括反应器（a）和氢回收系统（b），其中氢回收系统包括氧浓度分析器和流出物分流器，该分流器用于与氧浓度分析器结合或操作性连接。
经合议组核实，对比文件1还公开了生产氰化氢的装置，并具体公开了（参见其说明书第2页最后1段至第3页第22行、第4页第6-8段以及附图1）：在图1中，将富氧氧化剂流通过第一进口(1)引入该装置；在该装置内，将该氧化剂流分配给若干各自具有进口端(2)和排放端(5)的第一导管；将含有甲烷和氨而不含氧化剂的预混合了的进料流通过第二进口(3)引入该装置；在该装置内，将进料流分配给若干第二导管，该第二导管各自具有大致与第一导管的各端邻近的进口端(4)和排放端；将各第一导管均与第二导管关联并置于第二导管之内，这样，分开的进料流可在第一和第二导管之间的环形通道中流动；在各第一导管的出口端，氧化剂流排出而进入进料流并在混合装置(6)中混合，形成在可避免该混合气流爆燃的流速下的混合气流；混合后，将该混合气流通过排放喷孔(7)继续引入阻止该混合气流爆燃蔓延的爆燃防止器(8)；然后，该混合气流被接收进入反应区(15)并从那里引入能够促进氰化氢生成的载体催化剂床(9)；该流出气流离开催化剂床(9)，然后将其通过间接热交换器(10)加以冷却，如图中所示该热交换器是蒸气锅炉，从而在该热交换器出口(11)处形成部分冷却的流出气流；在从该装置流出时，采用常规的分离技术可回收含在该流出气流中的氰化氢。还公开了（参见其说明书第4页第1段）：载体催化剂床可以由常用来促进从氧、甲烷和氨生成氰化氢的材料例如铂族金属催化剂形成。
权利要求14与对比文件1相比，区别在于：权利要求14中限定了氢回收系统。可见，本申请权利要求14实际解决的技术问题是资源节约。
合议组经审查后认为，修改后的权利要求14中进一步限定了氢回收系统，其包括氧浓度分析器和流出物分流器，该分流器用于与氧浓度分析器结合或操作性连接。上述设备和设置方式能够克服现有技术中此类装置操作危险和难以控制的技术问题。上述特征在驳回决定和前置审查意见书中并未涉及，在对比文件1中也没有任何教导，也不是依据目前的现有技术能够容易得到的。
因此，基于修改后的权利要求14，驳回决定及前置审查意见中关于权利要求14相对于对比文件1结合本领域常规技术手段不具备创造性的理由不再成立。
4、权利要求15-32的创造性
由于权利要求15-32均是直接或间接引用权利要求14的从属权利要求，因此在权利要求14不具备创造性的驳回理由不成立的前提下，驳回决定中关于权利要求15-32不具备创造性的理由也不成立。
根据上述事实和理由，合议组作出如下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年1月5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所依据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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