一种冷再生催化剂循环方法及其装置-复审决定


发明创造名称:一种冷再生催化剂循环方法及其装置
外观设计名称:
决定号:195443
决定日:2019-11-18
委内编号:1F259401
优先权日:
申请(专利)号:201510004405.7
申请日:2015-01-06
复审请求人:李群柱
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李鹏
合议组组长:魏巧莲
参审员:王维
国际分类号:C10G11/14,C10G11/18
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果要求保护的权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,所述区别特征被其他现有技术所披露,且所述区别特征在其他现有技术中所起的作用与其在权利要求的技术方案中所起的作用相同,即现有技术给出了将其应用于最接近现有技术的启示,该权利要求相对于现有技术是显而易见的。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510004405.7,名称为“一种冷再生催化剂循环方法及其装置”的发明专利申请(下称本申请)。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年5月14日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-16相对于对比文件1(CN101665713A,公开日:2010年3月10日)和对比文件2(CN203928823U,公告日:2014年11月5日)的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为:2015年1月6日提交的说明书摘要,说明书,摘要附图,说明书附图;2017年12月14日提交的权利要求第1-16项。驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种冷再生催化剂循环方法,其特征在于包括一个流化催化裂化过程:烃类原料在带有或不带有流化床反应器的提升管反应器与催化剂接触反应,反应物流进入沉降器进行催化剂与油气的分离,分离出的待生催化剂经汽提段汽提后,进入再生器烧焦再生,再生后的催化剂经冷却后或/和不经冷却直接返回提升管反应器循环使用,具体特征如下:
1)再生器设有一个、两个或多个催化剂冷却器,分别用于调节各自相连接的提升管反应器(和/或流化床反应器)各反应区的反应温度,和/或调节再生器的温度,分别使其保持在最佳值;所述的每个催化剂冷却器设有一个、两个或多个催化剂出口,分别用于输送冷再生催化剂循环至一个、两个或多个提升管反应器(和/或流化床反应器)各反应区和/或用于输送冷再生催化剂循环至再生器;
2)将一部分来自再生器的再生催化剂经催化剂冷却器冷却到200~720℃直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区(和/或流化床反应器各反应区);或/和与另一部分未经冷却的热再生催化剂混合得到温度低于再生器温度的混合再生催化剂后进入提升管反应器预提升区或/和各反应区(和/或流化床反应器各反应区);或者冷热再生催化剂分别直接进入提升管预提升区,经预提升介质提升温度达到均衡后进入提升管反应器各反应区(和/或流化床反应器各反应区);或者不经催化剂冷却器直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区(和/或流化床反应器各反应区),循环使用;
所述的每个提升管反应器设有一个、两个或多个反应区、带有或不带有流化床反应器;在冷再生催化剂进入所述的提升管反应器或/和流化床反应器前设有或不设预提升器和/或混合器,用预提升介质将上述冷再生催化剂输送至提升管反应器(或/和流化床反应器);
3)所述的每个催化剂冷却器为低线速流化床,底部至少设置一个流化介质分布器,流化介质主要由此分布器进入所述的催化剂冷却器,表观气速(流化介质流量与所述的冷却器横截面之比)的范围为0~0.7m/s,所述的冷再生催化剂温度主要通过调节流化介质的流量进行控制;
所述的进入每个催化剂冷却器的再生催化剂是任何碳含量的再生催化剂或不完全再生催化剂,或者是任何碳含量的待生催化剂或接触剂或焦粒。
2. 按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤3)所述的表观气速为0.005~0.3m/s。
3. 按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤3)所述的表观气速为0.01~0.15m/s。
4. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或其它参数进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或返回再生器的冷催化剂的流量和/或其它参数进行控制;或者所述的混合再生催化剂的温度通过调节所述冷热再生催化剂的比例和/或其它参数而得到控制。
5. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述的提升管反应器或/和流化床反应器各反应区的反应温度通过调节剂油比,或/和通过调节所述冷再生催化剂或所述混合再生催化剂的温度,或/和采用多点进料技术,或/和向提升管反应器注入各种冷激剂而得到控制。
6. 按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述的至提升管反应器(或流化床反应器)各反应区的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的返回至再生器的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的预提升段全部(或部分)设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部或内部。
7. 按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于设置一个、两个或多个辅助提升管,用于输送冷再生催化剂至一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区作为冷激剂,或/和与其他气态或液态冷激剂混合作为冷激剂;所述的气态或液态冷激剂是水、包括汽油、回炼油、澄清油在内的各种油品以及包括冷再生催化剂、待生催化剂、冷半再生催化剂在内的任何炭含量的催化剂中的一种、两种或两种以上的混合物。
8. 按照权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述的冷再生催化剂循环方法单独实施,用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区;或者联合实施,同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管或加工不同原料的两个或多个提升管中的一个、两个或多个提升管反应器的各反应区。
9. 按照权利要求1、2、3任意一项所述的一种方法,其特征在于用于各种流化催化裂化过程包括重油催化转化、蜡油催化转化、汽油催化改质、轻烃催化转化,或者用于其它气固流态化反应烧焦过 程包括渣油预处理、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、甲醇制芳烃、流化焦化、灵活焦化。
10. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或其它参数进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或返回再生器的冷催化剂的流量和/或其它参数进行控制;或者所述的混合再生催化剂的温度通过调节所述冷热再生催化剂的比例和/或其它参数而得到控制。
11. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于所述的提升管反应器或/和流化床反应器各反应区的反应温度通过调节剂油比,或/和通过调节所述冷再生催化剂或所述混合再生催化剂的温度,或/和采用多点进料技术,或/和向提升管反应器注入各种冷激剂而得到控制。
12. 按照权利要求3所述的方法,其特征在于所述的至提升管反应器(或流化床反应器)各反应区的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的返回至再生器的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的预提升段全部(或部分)设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部或内部。
13. 按照权利要求3所述的方法,其特征在于设置一个、两个或多个辅助提升管,用于输送冷再生催化剂至一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区作为冷激剂,或/和与其他气态或液态冷激剂混合作为冷激剂;所述的气态或液态冷激剂是水、包括汽油、回炼油、澄清油在内的各种油品以及包括冷再生催化剂、待生催化剂、冷半再生催化剂在内的任何碳含量的催化剂中的一种、两种或两种以上的混合物。
14. 按照权利要求3所述的方法,其特征在于所述的冷再生催化剂循环方法单独实施,用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区;或者联合实施,同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管或加工不同原料的两个或多个提升管中的一个、两个或多个提升管反应器的各反应区。
15. 按照权利要求10、11、12、13、14、15任意一项所述的一种方法,其特征在于用于各种流化催化裂化过程包括重油催化转化、蜡油催化转化、汽油催化改质、轻烃催化转化,或者用于其它气固 流态化反应烧焦过程包括渣油预处理、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、甲醇制芳烃、流化焦化、灵活焦化。
16. 一种冷再生催化剂循环装置,其特征在于按照权利要求1-15任意一种所述的一种方法实施的装置。”
申请人李群柱(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年8月24日向国家知识产权局提出了复审请求,意见陈述书正文中记载了修改后的权利要求1-16,但未提交权利要求书修改替换页。复审请求人认为:(1)复审请求人提供的证据:催化裂化工艺与工程,第三版,2015年5月出版(下称证据1),第1450-1456页中没有记载再生催化剂冷却器,表明再生催化剂冷却器本身属于一个全新的技术领域,其没有记载采用低速密相床以实现“提高循环催化剂的密度,提高循环系统的推动力,克服了循环量增大引起的系统阻力增加”这一技术功能,实现“大剂油比操作”和“减少了循环催化剂夹带的空气量,进而达到提高干气的数值,降低流化风用量,降低富气压缩机和增压机的功率消耗”的技术效果。(2)本申请要解决的技术问题是提高催化剂的密度,提高催化剂循环系统的推动力,以克服剂油比增大引起的循环系统阻力增大,真正使剂油比成为独立可调变量。而对比文件2要解决的技术问题是深床层和壁面效应强而导致的流化质量下降、传热效果变差以及设备可靠性降低,其与本申请要解决的技术问题不同。对比文件2为解决其技术问题采用的技术手段是在主分布器的上方至少设置一个或多个管式气体分布器。对比文件2虽然记载了表观气速的范围为0.05-0.8m/s,但并没有记载其带来的作用和效果。对比文件1、对比文件2都没有记载或教导采用低速密相床操作以实现上述技术功能达到上述技术效果,也没有证据证明其为公知常识。本领域技术人员没有动机采用低速密相床以实现提高循环催化剂的密度的技术功能。
复审请求人分别于2019年2月14日和2019年8月12日提交了意见陈述书,提出口头审理的请求。复审请求人于2019年7月24日提交了权利要求书替换页,新修改的权利要求书如下:
“1. 一种冷再生催化剂循环方法,其特征在于:包括一个流化催化裂化过程:烃类原料在带有或不带有流化床反应器的提升管反应器与催化剂接触反应,反应物流进入沉降器进行催化剂与油气的分离,分离出的待生催化剂经汽提段汽提后,进入再生器烧焦再生,再生后的催化剂经冷却后或/和不经冷却直接返回提升管反应器循环使用,具体特征如下:
1)再生器设有一个、两个或多个催化剂冷却器,分别用于调节各自相连接的提升管反应器和/或流化床反应器各反应区的反应温度,和/或调节再生器的温度,分别使其保持在最佳值。所述的每个催化剂冷却器设有一个、两个或多个催化剂出口,分别用于输送冷再生催化剂循环至一个、两个或多个提升管反应器和/或流化床反应器各反应区和/或用于输送冷再生催化剂循环至再生器;
2)将一部分来自再生器的再生催化剂经催化剂冷却器冷却到200~720℃直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区和/或流化床反应器各反应区;或/和与另一部分未经冷却的热再生催化剂混合得到温度低于再生器温度的混合再生催化剂后进入提升管反应器预提升区或/和各反应区和/或流化床反应器各反应区;或者冷热再生催化剂分别直接进入提升管预提升区,经预提升介质提升温度达到均衡后进入提升管反应器各反应区和/或流化床反应器各反应区;或者不经催化剂冷却器直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区和/或流化床反应器各反应区,循环使用;
所述的每个提升管反应器设有一个、两个或多个反应区、带有或不带有流化床反应器;在冷再生催化剂进入所述的提升管反应器或/和流化床反应器前设有或不设预提升器和/或混合器,用预提升介质将上述冷再生催化剂输送至提升管反应器或/和流化床反应器;
3)所述的每个催化剂冷却器底部至少设置一个流化介质分布器,流化介质主要由此分布器进入所述的催化剂冷却器,表观气速的范围为0~0.7m/s,所述的冷再生催化剂温度主要通过调节流化介质的流量进行控制;
所述的进入每个催化剂冷却器的再生催化剂是任何碳含量的再生催化剂或不完全再生催化剂,或者是任何碳含量的待生催化剂或接触剂或焦粒。
2. 按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤3)所述的表观气速为0.005~0.3m/s。
3. 按照权利要求1所述的方法,其特征在于步骤3)所述的表观气速为0.01~0.15m/s。
4. 根据权利要求1或2所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或返回再生器的冷催化剂的流量进行控制;或者所述的混合再生催化剂的温度通过调节所述冷热再生催化剂的比例而得到控制。
5. 根据权利要求1或2所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的提升管反应器或/和流化床反应器各反应区的反应温度通过调节剂油比,或/和通过调节所述冷再生催化剂或所述混合再生催化剂的温度,或/和采用多点进料技术,或/和向提升管反应器注入各种冷激剂而得到控制。
6. 按照权利要求1或2所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的至提升管反应器或流化床反应器各反应区的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的返回至再生器的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的预提升段全部或部分设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部或内部。
7. 按照权利要求1或2所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于设置一个、两个或多个辅助提升管,用于输送冷再生催化剂至一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区作为冷激剂,或/和与其他气态或液态冷激剂混合作为冷激剂;所述的气态或液态冷激剂是水、包括汽油、回炼油、澄清油在内的各种油品以及包括冷再生催化剂、待生催化剂、冷半再生催化剂在内的任何炭含量的催化剂中的一种、两种或两种以上的混合物。
8. 按照权利要求1或2所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的冷再生催化剂循环方法单独实施,用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区;或者联合实施,同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管或加工不同原料的两个或多个提升管中的一个、两个或多个提升管反应器的各反应区。
9. 按照权利要求1、2、3中的任意一项所述冷再生催化剂循环方法,其特征在于用于各种流化催化裂化过程包括重油催化转化、蜡油催化转化、汽油催化改质、轻烃催化转化,或者用于其它气固流态化反应烧焦过程包括渣油预处理、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、甲醇制芳烃、流化焦化、灵活焦化。
10. 根据权利要求3所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或输送介质的流量和/或返回再生器的冷催化剂的流量进行控制;或者所述的混合再生催化剂的温度通过调节所述冷热再生催化剂的比例而得到控制。
11. 根据权利要求3所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的提升管反应器或/和流化床反应器各反应区的反应温度通过调节剂油比,或/和通过调节所述冷再生催化剂或所述混合再生催化剂的温度,或/和采用多点进料技术,或/和向提升管反应器注入各种冷激剂而得到控制。
12. 按照权利要求3所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的至提升管反应器或流化床反应器各反应区的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的返回至再生器的冷催化剂输送通道可以全部或部分设置于催化剂冷却器壳体外部或催化剂冷却器壳体内部;所述的预提升段全部或部分设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部或内部。
13. 按照权利要求3所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于设置一个、两个或多个辅助提升管,用于输送冷再生催化剂至一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区作为冷激剂,或/和与其他气态或液态冷激剂混合作为冷激剂;所述的气态或液态冷激剂是水、包括汽油、回炼油、澄清油在内的各种油品以及包括冷再生催化剂、待生催化剂、冷半再生催化剂在内的任何炭含量的催化剂中的一种、两种或两种以上的混合物。
14. 按照权利要求3所述的冷再生催化剂循环方法,其特征在于所述的冷再生催化剂循环方法单独实施,用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区;或者联合实施,同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个提升管反应器或/和流化床反应器各反应区 包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管或加工不同原料的两个或多个提升管中的一个、两个或多个提升管反应器的各反应区。
15. 按照权利要求10-15中的任意一项所述冷再生催化剂循环方法,其特征在于用于各种流化催化裂化过程包括重油催化转化、蜡油催化转化、汽油催化改质、轻烃催化转化,或者用于其它气固流态化反应烧焦过程包括渣油预处理、甲醇制烯烃、甲醇制丙烯、甲醇制芳烃、流化焦化、灵活焦化。
16. 一种冷再生催化剂循环装置,其特征在于所述冷再生催化剂循环装置是按照权利要求1-15中的任意一项所述的冷再生催化剂循环方法实施的装置。”
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9月4日发出复审请求受理通知书,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8月28日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-16相对于对比文件1和对比文件2的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:针对第(1)点,仅根据证据1中没有记载再生催化剂冷却器和低速密相床及其相应功能并不能证明其不属于常规技术手段。公知常识证据1(《油渣加工工艺》,李春年编著,中国石化出版社,第334-338页,2002年4月)公开了重油催化裂化的焦炭收率高,多数装置的烧焦热量过剩。为了维持反应-再生系统的热平衡、降低再生温度,就需要在再生系统中设置取热设施。在再生系统中安装取热器就可以提供调节工艺参数的手段,提高操作的自由度。例如,使用取热器调节再生温度就可以在不改变剂油比的情况下调节反应温度和(或)进料温度(或者相反)。工业上使用的取热器有两大类,即装在再生器床层内的内取热器和安装在再生器筒外面的外取热器。工业上使用的以催化剂密相输送的外取热器为主。催化剂返回再生器管线采用密相输送代替传统的稀相输送,可以减少输送空气用量,改善空气的分布和减少由于磨损造成的维修工作量。与旧式取热器不同,新型取热器靠调节注入低流速空气来改变催化剂的流化条件,低速密相床催化剂和合理的套管布置,使套管的磨损和机械应力均得到改善。由公知常识证据1记载的内容可以看出,在重油催化裂化领域,使用取热器就可以提供调节工艺参数的手段,提高操作的自由度,外取热器也是工业上主要使用的技术,低速密相床能够改变催化剂的流化条件,有利于减少取热器的磨损和机械应力。可见,低速密相床属于本领域的常规技术手段,其技术效果在本领域也是公知的。针对第(2)点,对比文件2的背景技术中也记载了由于负荷调节灵活、适应性和可靠性更强,设置在再生器外的催化剂取热器(简称外取热器)获得了更为广泛的应用。工业中应用的外取热器有很多型式,其中密相外取热器应用最为广泛,这主要由于其具有取热效率更高、流化气体用量少、负荷调节灵活等优点。煤化工领域的甲醇制烯烃过程和石油加工工业中的一些高温催化裂解过程均需要采用这类气固流化床外取热器,这类取热器的另一个共同特点是操作气速较低,一般属低气速密相床操作。可见,对比文件2也给出了使用低气速密相床用于甲醇制烯烃过程和催化裂解过程的技术启示,且对比文件2公开的数值范围与权利要求1限定的范围部分重叠。对比文件2公开了其技术方案有利于外取热器整个密相床层实现更好的流化质量,用以改善外取热器的操作并延长取热管的使用寿命。同时,也有助于改善颗粒在传热管壁面的更新,提高颗粒与换热管壁面的传热系数和增大外取热器的取热能力。对比文件2要解决的技术问题和取得的技术效果都是从针对外取热器本身的影响出发的。对比文件2虽然没有记载将外取热器用于重油催化裂化装置中针对整个系统有何改变,但是站在本领域的技术人员角度考虑,能够判断出低气速密相床用于甲醇制烯烃过程和催化裂解过程时对整个系统的影响。具体来说,流化气体用量少是密相外取热器和低气速密相床的本身具备的特点,流化气体用量少会导致富气压缩机和增压机的功率消耗也会相应减少,同样会导致催化剂颗粒间距会变小,从而实现大剂油比,而且催化剂夹带空气(烟气)量会相应减少,从而提高干气的热值。针对复审请求人提出的口审请求,经合议组合议后认为,本案的事实、理由、证据清楚,且经过和代理人电话沟通,复审请求人的意见在提交复审请求时提交的意见陈述书中已经记载全面,无需开展口头审理,复审请求人如若对复审通知书中有关权利要求不具备创造性的评述持有不同意见,可以提交书面意见陈述进行答复。
复审请求人于2019年10月21日提交了意见陈述书,但未修改申请文件。复审请求人认为:(1)对比文件1在实际生产实施中,发现引入再生催化剂冷却器8A,催化剂冷却后,进入提升管反应器的催化剂循环量增大,提升管反应器的阻力变大,导致催化剂循环系统的推动力不足,本申请是为了解决上述技术问题。权利要求1与对比文件1的区别在于:①权利要求1提供了一种冷再生催化剂循环方法;②可以取消冷却器下游催化剂混合缓冲空间;③采用低气速密相操作,其表观气速的范围为0~0.7m/s。其实际要解决的技术问题是:提高循环系统的推动力,克服循环量增大引起的系统阻力增加。(2)复审通知书中提供的公知常识证据2的图6-56、6-57、6-58,6-59,6-60、6-61、6-62的出口仅仅连接再生器,冷却的催化剂经输送管返回再生器中,现有技术中的普通再生催化剂冷却器与本申请结构虽然相似,但在技术要求、系统中的连接关系和作用具有显著不同。普通再生催化剂冷却器由于其冷却后的催化剂是返回容积很大的再生器,对冷催化剂的均匀稳定性(包括密度和温度)没有严格要求,只要能够实现取出再生过程的过剩热量就可以了,对是否采用“低线速”流化床没有要求。本申请可以取消对比文件1中再生催化剂冷却器下游的催化剂混合缓冲空间,本申请的再生催化剂冷却器,由于其冷却后的催化剂是进入容积很小(约为再生器的4%)的下游反应器,对冷催化剂的均匀稳定性的要求要严格十几倍、甚至几十倍,复审请求人提供3件证据用于证明本申请的再生催化剂冷却器对冷却后的再生催化剂的均匀稳定性要求更为严格,温度控制范围(精度)要求相差十几倍,甚至几十倍,具体证据如下:
催化裂化装置操作指南,刘英聚等编著,中国石化出版社,第46-48、56-61页,2005年7月;(下称证据2)
石油炼制工程(第三版),林世雄主编,石油工业出版社,第369、381、385页,2000年7月;(下称证据3)
催化裂化工艺与工程,陈俊武主编,中国石化出版社,第800页,2005年3月。(下称证据4)
(3)公知常识证据1和对比文件2均没有记载如何选取表观线速;也没有记载采用“低线速密相床”实现本申请的“提高循环催化剂的密度,提高循环系统的推动力”,同时实现“空气夹带量少,干气中非烃类气体含量低等”的技术效果。对比文件2说明书仅记载了其外取热器“既可以用于催化裂化过程的外取热器、再生剂调温取热器等”;但没有记载再生剂调温取热器的用途和功能。
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)关于审查文本
复审请求人在提出复审请求时提交了权利要求书的修改替换页,本复审请求审查决定所针对的文本为:复审请求人于2015年1月6日提交的说明书摘要,说明书,摘要附图,说明书附图;2019年7月24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。
如果要求保护的权利要求与最接近的现有技术相比存在区别特征,所述区别特征被其他现有技术所披露,且所述区别特征在其他现有技术中所起的作用与其在权利要求的技术方案中所起的作用相同,即现有技术给出了将其应用于最接近现有技术的启示,该权利要求相对于现有技术是显而易见的。
1.权利要求1要求保护一种再生催化剂冷却方法,对比文件1(CN101665713A,公开日为2010年3月10日)公开了(参见权利要求1、4、10)一种冷再生催化剂循环方法及其设备,其特征在于包括一个流化催化裂化过程:烃类原料在带有或不带有流化床反应器的提升管反应器与催化剂接触反应,反应物流进入沉降器进行催化剂与油气的分离,分离出的待生催化剂经汽提段汽提后进入再生器烧焦再生,再生后的催化剂经冷却后或/和不经冷却直接返回提升管反应器循环使用,具体特征如下:
1)再生器设有一个、两个或多个催化剂冷却器,用于调节各自相连接的提升管反应器或流化床反应器各反应区的反应温度,和/或调节再生器温度,分别使其保持在最佳值;所述的与提升管反应器或流化床反应器相连接的催化剂冷却器设置于再生器的外部或内部,或者设置于与其相连接提升管反应器的下面;
2)所述的催化剂冷却器壳体催化剂入口直接或通过管道与再生器密相连接,内部设有取热元件,下部设有流化介质分布设施,下游设有催化剂混合缓冲空间,上部设有或不设返回再生器稀相的气体通道;
3)所述的催化剂冷却器下游催化剂混合缓冲空间设置有一个、两个或多个催化剂出口,其中一个、两个或多个催化剂出口分别连接冷催化剂输送通道用于输送冷再生催化剂循环至一个、两个或多个提升管反应器或辅助提升管;另一个、两个或多个或不设催化剂出口分别连接冷催化剂输送通道用于输送冷再生催化剂返回再生器;所述的至提升管的冷催化剂输送通道全部设置于所述催化剂冷却器壳体外部,或者全部或部分设置于所述催化剂冷却器壳体内部;所述的返回再生器的冷催化剂返回通道全部设置于所述催化剂冷却器壳体外部,或者全部(或部分)设置于所述催化剂冷却器壳体内部;
4)所述提升管反应器设有一个、两个或多个反应区,带有或不带有流化床反应器;在冷再生催化剂进入提升管反应器或流化床反应器前设有或不设预提升段,用预提升介质将所述冷再生催化剂输送至提升管反应器或流化床反应器;所述预提升段可以全部设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部,或者全部或部分设置于所述催化剂冷却器壳体内部;
5)将一部分来自再生器的再生催化剂经催化剂冷却器冷却到200~720℃直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区,或/和与另一部分未经冷却的热再生催化剂混合得到温度低于再生器温度的混合再生催化剂后进入提升管反应器预提升区或/和各反应区,或者冷热再生催化剂分别直接进入提升管预提升区,经预提升介质提升温度达到均衡后进入提升管反应器各反应区;或者不经催化剂冷却器直接进入提升管反应器预提升区或/和各反应区;循环使用。
所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质的流量或其它参数进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或返回再生器的冷催化剂的流量或其它参数进行控制。进入所述催化剂冷却器的催化剂是任何碳含量的再生催化剂或不完全再生催化剂;或者是任何碳含量的接触剂或焦粒。
权利要求1与对比文件1相比区别在于:权利要求1限定了在冷再生催化剂进入所述的提升管反应器或/和流化床反应器前设有或不设提升器或混合器,催化剂冷却器的表观气速的范围为0~0.7m/s。基于上述区别特征,可以确定本发明相对于对比文件1实际解决的技术问题是如何控制进入提升管反应器或/和流化床反应器的物料进行预混合和如何确定流化介质表观气速。
针对上述区别特征,对比文件1已经公开了在冷再生催化剂进入提升管反应器或流化床反应器前设有或不设预提升段,为了控制进入提升管反应器或/和流化床反应器的物料进行预混合,在提升管反应器或/和流化床反应器前设有或不设提升器或混合器均是本领域的常规技术手段。对比文件2(CN203928823U,公开日为2014年11月5日)公开了一种流化床外取热器,并具体公开了(参见说明书第0003-0006段)煤化工领域的甲醇制烯烃过程和石油加工工业中的一些高温催化裂解过程均需要采用这类气固流化床外取热器,这类取热器的共同特点是设置在主流化床反应器外部,这类取热器的另一个共同特点是操作气速较低,一般属低气速密相床操作,在这样的操作条件下床层和管壁间的传热系数较高,取热器的整体取热负荷较大。可见,对比文件2给出了使用低气速密相床用于甲醇制烯烃过程和催化裂解过程的技术启示。针对流化介质表观气速的具体数值范围,对比文件2公开了(参见说明书0009-0016段,图1、图3)外取热器的底部设置主流化风分布器(相当于权利要求1中的流化介质分布器),使流化介质从主流化风分布器中进入外取热器的密相床层取热而使其中的催化剂冷却,其表观气速(总流化风量与取热器横截面之比)的范围为0.05-0.8m/s(数值范围与权利要求1限定的范围部分重叠)。对比文件2的技术方案有利于外取热器整个密相床层实现更好的流化质量,用以改善外取热器的操作并延长取热管的使用寿命。同时,也有助于改善颗粒在传热管壁面的更新,提高颗粒与换热管壁面的传热系数和增大外取热器的取热能力。可见,对比文件2给出了将流化床外取热器表观气速设置为0.05-0.8m/s技术启示。
综上所述,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域公知常识得到权利要求1要求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的,因此该权利要求所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2.权利要求2-3是权利要求1的从属权利要求,对比文件2公开了表观气速的范围为0.05~0.8m/s(与本申请限定的气速部分重叠)。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.权利要求4、10分别引用权利要求1或2以及权利要求3,对比文件1公开了(参见权利要求4-5)所述的冷再生催化剂温度通过调节流化介质和/或取热介质的流量或其它参数进行控制;或者通过调节流化介质和/或取热介质和/或返回再生器的冷催化剂的流量或其它参数进行控制。所述的混合再生催化剂的温度通过调节所述冷热再生催化剂的比例而得到控制。可见,对比文件1公开了权利要求4、10的附加技术特征。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求4、10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4.权利要求5、11分别引用权利要求1或2以及权利要求3,对比文件1公开了(参见权利要求6)所述的提升管反应器或流化床反应器各反应区的反应温度通过调节剂油比,或/和通过调节所述冷再生催化剂或所述混合再生催化剂的温度,或/和采用多点进料技术,或/和向提升管反应器注入各种冷激剂而得到控制。可见,对比文件1公开了权利要求5、11的附加技术特征。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求5、11也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5.权利要求6、12分别引用权利要求1或2以及权利要求3,对比文件1公开了(参见权利要求1)所述的至提升管的冷催化剂输送通道全部设置于所述催化剂冷却器壳体外部,或者全部或部分设置于所述催化剂冷却器壳体内部;所述的返回再生器的冷催化剂返回通道全部设置于所述催化剂冷却器壳体外部,或者全部(或部分)设置于所述催化剂冷却器壳体内部;所述预提升段可以全部设置于与其相连接的催化剂冷却器壳体外部,或者全部或部分设置于所述催化剂冷却器壳体内部。可见,对比文件1公开了权利要求6、12的附加技术特征。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求6、12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6.权利要求7、13分别引用权利要求1或2以及权利要求3,对比文件1公开了(参见权利要求2,说明书第3页第4段,第9页倒数第3段)设置或不设一个、两个或多个辅助提升管,所述的冷再生催化剂经辅助提升管用预提升介质提升至一个、两个或多个提升管反应器或流化床反应器各反应区作为冷激剂,循环使用。为方便控制提升管反应器第二反应区2的温度,可以将冷激剂34注入第一反应区的下游,以方便控制第二反应区2的温度。上述冷激剂可以是气体或液体(包括水、各种油品等)和冷催化剂中的任意一种,也可以是它们中的两种或多种。上述冷催化剂可以是冷再生催化剂、冷待生催化剂、冷半再生催化剂中的任意一种,也可以是它们中的两种或多种。在上述公开内容基础上,本领域技术人员容易在实际操作中选择适合的冷激剂。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求7、13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
7.权利要求8、14分别引用权利要求1或2以及权利要求3,对比文件1公开了(参见权利要求9)所述的冷再生催化剂循环方法及其设备单独实施,用于各种流化催化裂化过程的一个提升管反应器或流化床反应器各反应区;或者联合实施,同时用于具有不同功能的两个或多个提升管反应器中的一个、两个或多个提升管反应器或流化床反应器各反应区包括用于双提升管催化裂化装置的重油提升管和汽油提升管或加工不同原料的两个或多个提升管其中的一个、两个或多个提升管反应器。可见,对比文件1公开了权利要求8、14的附加技术特征。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求8、14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8.权利要求9引用权利要求1-3任一项,权利要求15引用权利要求10-15任一项,对比文件1公开了(参见权利要求8)所述的冷再生催化剂循环方法及其设备应用广泛,用于各种流化催化裂化过程包括重油催化裂化、蜡油催化裂化、汽油催化改质或轻烃催化转化,或者用于其它气固流态化反应烧焦过程包括渣油预处理、甲醇制乙烯、流化焦化或灵活焦化。另外,本领域技术人员能够得知将冷再生催化剂循环方法转用于相近技术领域,甲醇制烯烃、丙烯、芳烃与甲醇制乙烯技术领域相似,转用后技术效果可以预料。因此,在其引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求9、15也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
9.权利要求16要求保护一种按照权利要求1-15任一方法实施的冷再生催化剂循环装置。对比文件1公开了一种冷再生催化剂循环装置,权利要求1-15任一种方法已相对于对比文件1和本领域的公知常识不具备创造性(具体参见权利要求1-15不具备创造性的相关评述)因此,权利要求16要求保护的冷再生催化剂循环装置相对于对比文件1和本领域的公知常识也不具有突出的实质性特点和显著的进步,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
(三)针对复审请求人意见的答复
对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:
针对第(1)点,对比文件1公开了一种冷再生催化剂循环方法(参见发明名称、权利要求1-10),因此,权利要求1中限定的“一种冷再生催化剂循环方法” 不属于权利要求1与对比文件1的区别技术特征。权利要求1中并未记载冷却器下游催化剂混合缓冲空间,因此“可以取消冷却器下游催化剂混合缓冲空间” 不属于权利要求1与对比文件1的区别技术特征。“催化剂冷却器的表观气速的范围为0~0.7m/s”是权利要求1与对比文件1相比所属的区别技术特征。权利要求1中记载的催化剂冷却器包括两种,其中一种是“用于调节各自相连接的提升管反应器和/或流化床反应器各反应区的反应温度”,另外一种是“调节再生器的温度”(即复审请求人所述的普通再生催化剂冷却器),权利要求1中限定的“表观气速的范围”是针对上述两种催化剂冷却器的限定。根据上述两种催化剂冷却器在冷再生催化剂循环方法中所能达到的技术效果确定发明实际解决的技术问题是如何确定流化介质表观气速。对此,对比文件2给出了将流化床外取热器表观气速设置为0.05-0.8m/s技术启示。
针对第(2)点,本申请说明书中记载了“与现有技术相比,本发明采用低速密相床操作,可提高循环催化剂的密度,提高循环系统的推动力,克服循环量增大引起的系统阻力增加,真正实现大剂油比操作”(参见说明书第0044段)和“采用低速密相床操作,外取热器壳程线速很低(优选0.005~0.3m/s,最佳0.01~0.15m/s), 催化剂颗粒对取热管束的磨蚀很小,有利于延长取热器的使用寿命”(参见说明书第0054段)。对比文件2公开了其技术方案有利于外取热器整个密相床层实现更好的流化质量,用以改善外取热器的操作并延长取热管的使用寿命。同时,也有助于改善颗粒在传热管壁面的更新,提高颗粒与换热管壁面的传热系数和增大外取热器的取热能力。公知常识证据1公开了低速密相床能够改变催化剂的流化条件,有利于减少取热器的磨损和机械应力。可见,对比文件2和公知常识性证据2在减少低速密相床取热器取热器磨蚀和延长取热器使用寿命方面与本申请说明书第0044段的记载是一致的。对于复审请求人指出的“现有技术中的普通再生催化剂冷却器与本申请结构虽然相似,但在技术要求、系统中的连接关系和作用具有显著不同”和“冷催化剂的均匀稳定性要求严格”的问题,对比文件1公开了:在再生催化剂冷却器的催化剂出口分别连接至提升管反应器,并且从而可以实现“进入提升管反应器(或流化床反应器)各反应区的上述混合再生催化剂的温度可通过调节上述冷热再生催化剂的比例而得到独立控制”及“提升管反应器(或流化床反应器)的剂油比(再生催化剂与原料的比例)和反应温度均可得到独立控制”。可见,对比文件1公开了本申请再生催化剂冷却器在系统中的连接关系和作用。对于复审请求人提出的“本申请可以取消对比文件1中再生催化剂冷却器下游的催化剂混合缓冲空间”,上述内容并未记载在本申请说明书中,并且本申请典型示意图1-4中均明确记载了催化剂冷却器下部设置混合缓冲空间9A和9B。
针对第(3)点,如前所述,对比文件2和公知常识性证据2均公开了低速密相床取热器能够减少磨蚀和延长取热器使用寿命,其与本申请说明书第0044段的记载是一致的,且对比文件2公开了表观气速(总流化风量与取热器横截面之比)的范围为0.05-0.8m/s(数值范围与权利要求1限定的范围部分重叠),在此基础上,本领域技术人员就有动机把上述表观限速的取值范围用于对比文件1中的再生催化剂冷却器。本领域的技术人员能够判断出低气速密相床用于甲醇制烯烃过程和催化裂解过程时,能够提高循环催化剂的密度,提高循环系统的推动力,流化气体用量少是密相外取热器和低气速密相床的本身具备的特点,流化气体用量少会导致空气夹带量少,干气中非烃类气体含量低等。综上,复审请求人的意见不具备说服力。
基于以上事实和理由,合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年5月14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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