发明创造名称：含氧煤层气液化分离系统与工艺
外观设计名称：
决定号：197247
决定日：2019-12-06
委内编号：1F275094
优先权日：
申请（专利）号：201610180507.9
申请日：2016-03-25
复审请求人：中科瑞奥能源科技股份有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李红
合议组组长：经德伍
参审员：闫磊
国际分类号：F25J3/02
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：评价一项发明是否具备创造性时，应将其与最接近的现有技术比较以确定区别技术特征和实际解决的技术问题，然后考察包括本领域公知常识在内的现有技术整体上是否给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术中以解决其存在的技术问题的启示。如果现有技术中存在这种启示，并且所获得的发明的技术效果是可以预料的，则该发明不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610180507.9，名称为“含氧煤层气液化分离系统与工艺”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为中科瑞奥能源科技股份有限公司，申请日为2016年3月25日，公开日为2016年5月25日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月13日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定中引用了一篇对比文件：对比文件1（CN103175380A，公开日为2013年6月26日）。驳回决定所依据的文本为：申请人于2018年9月7日提交的权利要求第1-4项，于申请日（2016年3月25日）提交的说明书第1-56段（第1-7页）、说明书附图1、说明书摘要以及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种含氧煤层气液化分离系统，其特征在于，包括：
用于冷却干燥处理后的含氧煤层气使所述含氧煤层气分离为液化天然气和氮氧尾气的液化分离设备；
膨胀机，所述膨胀机的膨胀端与液化分离设备的一气体出口通过管路连接，所述膨胀机的膨胀端用于使液化分离设备排出的氮氧尾气膨胀至低温低压后返回液化分离设备，以此为所述液化分离设备提供冷量，所述膨胀机的增压端分别与用于对含氧煤层气进行干燥处理的干燥设备的再生气出口、再生气进口通过管路连接，所述膨胀机的增压端用于压缩所述干燥设备的再生气，以使所述再生气返回所述干燥设备，所述液化分离设备包括通过管路依次连接的用于对所述含氧煤层气依次冷却的第一换热器、第二换热器、第三换热器、精馏塔，所述精馏塔的塔顶的一气体出口与所述膨胀机的膨胀端通过进气管路连接，所述膨胀机的膨胀端通过排气管路将膨胀至低温低压的氮氧尾气排出，所述排气管路依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以向过第三换热器、第二换热器、第一换热器依次提供冷量，所述液化分离设备还包括过冷器，所述进气管路经过所述过冷器，所述排气管路在经过第三换热器之前经过所述过冷器，还包括用于向所述精馏塔的塔顶提供冷量的氮气制冷系统，所述氮气制冷系统包括氮气压缩机以及第一节流阀，氮气压缩机通过第一管路向第一节流阀输送被压缩的氮气，氮气被第一节流阀节流降温后通过第二管路输至氮气压缩机，通过第一管路、第二管路，氮气在氮气压缩机与第一节流阀之间循环，第一管路依次经过第一换热器、第二换热器、第三换热器、过冷器，第一管路中的氮气在第一换热器、第二换热器、第三换热器、过冷器冷却，第二管路依次经过精馏塔塔顶、过冷器、第三换热器、第二换热器、第一换热器，第二管路中的氮气在精馏塔塔顶、过冷器、第三换热器、第二换热器、第一换热器中提供冷量，还包括混合冷剂制冷系统，所述混合冷剂制冷系统包括混合冷剂压缩机、第二节流阀、第三节流阀，混合冷剂压缩机通过第三管路向第二节流阀输送被压缩的气相制冷剂，气相制冷剂被第三节流阀节流降温后通过第四管路返回混合冷剂压缩机，通过第三管路、第四管路，气相制冷剂在混合冷剂压缩 机与第二节流阀之间循环，第三管路分别依次经过第一换热器、第二换热器、精馏塔的塔底再沸器、第三换热器，第四管路分别依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，第三管路中的气相制冷剂在第一换热器、第二换热器、精馏塔的塔底再沸器、第三换热器中冷却，第四管路中的气相制冷剂在第三换热器、第二换热器、第一换热器中提供冷量，混合冷剂压缩机通过第五管路向第三节流阀输送被压缩的液相制冷剂，液相制冷剂被第三节流阀节流降温后与第四管路中的气相制冷剂汇合并输至混合冷剂压缩机，第五管路经过第一换热器。
2. 如权利要求1所述的含氧煤层气液化分离系统，其特征在于，所述膨胀机为螺杆膨胀机或涡轮膨胀机或透平膨胀机或活塞膨胀机。
3. 如权利要求1所述的含氧煤层气液化分离系统，其特征在于，还包括：
用于对含氧煤层气进行压缩的压缩机；
用于对压缩后的含氧煤层气进行脱碳处理的脱碳设备，与所述压缩机通过管路连接；
用于对脱碳处理后的含氧煤层气进行干燥处理的干燥设备，与所述脱碳设备通过管路连接，所述干燥设备与所述液化分离设备通过管路连接。
4. 一种含氧煤层气液化分离工艺，其特征在于，包括：
低压含氧煤层气经过压缩机压缩至4-8bar，进入脱碳设备，控制CO2含量小于50ppm，然后进入干燥设备，控制露点小于-70℃；
冷却干燥处理后的含氧煤层气使所述含氧煤层气分离为液化天然气和氮氧尾气；
利用膨胀机使所述氮氧尾气膨胀至低温低压，并利用所述氮氧尾气冷却含氧煤层气；
利用膨胀机压缩干燥塔的再生气，以使所述再生气返回用于干燥处理含氧煤层气的干燥设备，通过第一管路向第一节流阀输送被压缩的氮气，所述氮气被所述第一节流阀节流降温后通过第二管路输至氮气压缩机，通过第一管路、第二管路，所述氮气在氮气压缩机与第一节流阀之间循环，利用所述第二管路中的氮气冷却干燥处理后的含氧煤层气，以使所述含氧煤层气分离为液化天然气和氮氧尾气，还包括：通过第三管路向第二节流阀输送被压缩的气相制冷剂， 气相制冷剂被第三节流阀节流降温后通过第四管路返回混合冷剂压缩机，通过第三管路、第四管路，气相制冷剂在混合冷剂压缩机与第二节流阀之间循环，第三管路经过液化分离设备，第四管路经过液化分离设备，第三管路中的气相制冷剂在液化分离设备中冷却，第四管路中的气相制冷剂在液化分离设备中提供冷量，混合冷剂压缩机通过第五管路向第三节流阀输送被压缩的液相制冷剂，液相制冷剂被第三节流阀节流降温后与第四管路中的气相制冷剂汇合并输至混合冷剂压缩机。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年2月27日向国家知识产权局提出了复审请求，仅陈述意见未对申请文件进行修改。复审请求人认为：（1）权利要求1与对比文件1相比，区别在于，还具有过冷器、氮气制冷系统、混合冷剂制冷系统、及其相关连接关系的特征；（2）没有证据表明“所述膨胀机的增压端用于压缩所述干燥设备的再生气，以使所述再生气返回所述干燥设备，所述液化分离设备包括通过管路依次连接的用于对所述含氧煤层气依次冷却的第一换热器、第二换热器、第三换热器、精馏塔，所述精馏塔的塔顶的一气体出口与所述膨胀机的膨胀端通过进气管路连接，所述膨胀机的膨胀端通过排气管路将膨胀至低温低压的氮氧尾气排出，所述排气管路依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以向过第三换热器、第二换热器、第一换热器依次提供冷量”为本领域的公知常识。（3）没有证据表明，权利要求4中的特征“低压含氧煤层气经过压缩机压缩至4-8bar，进入脱碳设备，控制 CO2含量小于50ppm，然后进入干燥设备，控制露点小于-70℃；利用膨胀机使所述氮氧尾气膨胀至低温低压，并利用所述氮氧尾气冷却含氧煤层气”为本领域的公知常识。因此本申请权利要求1-4的技术方案具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年3月8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复审请求人在提复审请求时提出的意见不具有说服力，因而坚持驳回决定。
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9月11日向复审请求人发出复审通知书，除沿用驳回决定中引用的对比文件1外，还引入1篇公知常识性证据1（“煤矿瓦斯治理和利用先进技术及示范”，中国煤炭工业技术委员会煤矿安全专家委员会，第262-263页，中国矿业大学出版社，2009年12月），指出：权利要求1-4相对于对比文件1与本领域公知技术的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，同时回应复审请求人提出的意见。
复审请求人于2019年10月26日提交了意见陈述书，仅陈述意见未修改申请文件。复审请求人此次提交的意见与其提复审请求时提交的意见相同。
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
复审请求人在整个复审阶段均未对申请文件进行修改，因此本复审请求审查决定所针对的文本与驳回决定针对的文本相同，即：复审请求人于2018年9月7日提交的权利要求第1-4项，于申请日（2016年3月25日）提交的说明书第1-56段（第1-7页）、说明书附图1、说明书摘要以及摘要附图。
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。
评价一项发明是否具备创造性时，应将其与最接近的现有技术比较以确定区别技术特征和实际解决的技术问题，然后考察包括本领域公知常识在内的现有技术整体上是否给出了将上述区别技术特征应用到该最接近的现有技术中以解决其存在的技术问题的启示。如果现有技术中存在这种启示，并且所获得的发明的技术效果是可以预料的，则该发明不具备创造性。
1）独立权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种含氧煤层气液化分离系统，对比文件1公开了一种低浓度煤层气含氧深冷制取LNG装置，并具体公开了以下技术信息（参见说明书第[0018]-[0031]段，附图1）：该装置包括用于将压缩净化后的含氧煤层气进行冷却从而分离出液化天然气和氮氧尾气的液化分离设备，液化分离设备包括通过管路依次连接的用于对含氧煤层气依次冷却的一级换热器1（对应于第一换热器）、二级换热器2（对应于第二换热器）、三级换热器3（对应于第三换热器）、过冷器4以及精馏塔5，该装置还包括膨胀机13和向精馏塔5的塔顶提供冷量的氮气循环系统（对应于氮气制冷系统）和混合冷剂循环系统（对应于混合冷剂制冷系统），精馏塔5的塔顶的氮氧气出口通过过冷器4与膨胀机13的氮氧气入口连接（对应于进气管路），经膨胀机13膨胀后的低温低压氮氧尾气由氮氧气出口（对应于排出管路）依次通过过冷器4、三级换热器3、二级换热器2、一级换热器1后复温（即依次向三级换热器3、二级换热器2和一级换热器1提供冷量），可见，膨胀机13的膨胀端与液化分离设备的一气体出口通过管路连接，该膨胀端用于使液化分离设备排出的氮氧尾气膨胀至低温低压后返回液化分离设备以为该液化分离设备提供冷量，此外，氮气循环系统包括氮气压缩机11和节流阀V3（对应于第一节流阀），氮气压缩机11通过管路（对应于第一管路）将被压缩的氮气依次经过一级换热器1、二级换热器2、三级换热器3、过冷器4放热冷却后向节流阀V3输送，氮气经节流阀V3节流降温后通过管路（对应于第二管路）依次经过精馏塔5的塔顶、过冷器4、三级换热3、二级换热器2、一级换热器1吸热升温（即提供冷量）后返回至氮气压缩机11，混合冷剂循环系统包括混合冷剂压缩机8和节流阀V1和V2（分别对应于第三节流阀和第二节流阀），混合冷剂压缩机8通过管路（对应于第三管路）依次经过一级换热器1、二级换热器2、精馏塔的塔底再沸器7放热冷却后向节流阀V2输送被压缩的气相混合冷剂，气相混合冷剂被节流阀V2节流降温后通过管路（对应于第四管路）依次经过三级换热器3、二级换热器2、一级换热器1吸热升温（即提供冷量）后返回混合冷剂压缩机8并以此循环，混合冷剂压缩机8还通过管路（对应于第五管路）经一级换热器1向节流阀V1输送被压缩的液相混合冷剂，液相混合冷剂经节流阀V1节流降温后与气相混合冷剂的返回管路中的气相混合冷剂汇合并经一级换热器1吸热升温后被输送至混合冷剂压缩机8。
可见，权利要求1与对比文件1相比，区别在于：（1）含氧煤层气被冷却前经过干燥；（2）膨胀机的增压端分别与用于对含氧煤层气进行干燥处理的干燥设备的再生气出口、再生气进口通过管路连接，所述膨胀机的增压端用于压缩所述干燥设备的再生气，以使所述再生气返回所述干燥设备；（3）第三管路经过精馏塔塔底再沸器后还经过第三换热器。据此，权利要求1相对于对比文件1实际解决的技术问题是提高系统能量利用率并降低再生过程中的能耗。
至于区别特征（1），对比文件1已经公开了将经压缩净化后的含氧煤层气进行液化分离（参见同上），由于含氧煤层气含有水蒸气和少量的二氧化碳等酸性气体，因此为了防止它们在低温下冻结，堵塞换热器和低温管路，含氧煤层气的净化包括脱除水分和二氧化碳，即干燥和脱碳（对应具有干燥设备和脱碳设备）（见证据1第262页第2段），因此区别特征（1）为本领域公知常识；
至于区别特征（2），证据1（参见第262页第2-5段，第263页图1）公开了：采用氮气作为再生气，并通过透平增压机对其增压，而在含氧煤层气的液化分离过程中，透平膨胀机在其一端通过膨胀轮使气体膨胀为系统提供冷量，同时其另一端为增压轮，由转轴带动增压轮旋转，对通过增压轮的气体增压。由此可见，采用氮气作为再生气并且采用透平膨胀机的增压端对再生气进行加压是本领域公知常识，在对比文件1的系统需要利用氮气作为再生气的前提下，本领域技术人员基于证据1公开的上述内容容易想到利用膨胀机另一端的增压轮对作为再生气的氮气进行增压压缩，从而达到在无需单独设置再生气压缩机的同时提高整个系统能量利用率的效果，此时，为了压缩氮气，必然会将膨胀机的增压端分别与干燥设备的再生气出口、进口管路连接，以使得再生气被压缩后能返回干燥设备。因此区别特征（2）是本领域技术人员基于公知技术容易想到的技术手段；
至于区别特征（3），为了进一步回收利用能量，将混合冷剂制冷系统的气相冷剂的冷却管路（即第三管路）设置成经过第三换热器后才进行节流降温是本领域技术人员容易想到的技术手段。
因此，本领域技术人员基于对比文件1与本领域公知技术的结合能显而易见的获得权利要求1的技术方案，权利要求1不具备突出的实质性特点，不具备上述法条规定的创造性。
2）从属权利要求2-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
从属权利要求2引用权利要求1，进一步限定膨胀机的类型，由于螺杆膨胀机、涡轮膨胀机、透平膨胀机、活塞膨胀机均是本领域常规选择的膨胀机类型，因此在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下，从属权利要求2也不具上述法条规定的创造性；
从属权利要求3引用权利要求1，根据在前对比文件1公开内容（参见同上）可知，含氧煤层气在液化分离前被压缩和净化，而证据1公开了（参见同上）：含氧煤层气必须经过压缩机压缩提高压力才可以进行后续的净化和液化分离，且净化包括脱除水分和二氧化碳。可见，含氧煤层气的液化分离系统具有压缩机、脱碳设备和干燥设备是本领域公知常识，而将压缩后的含氧煤层气先经过脱碳设备再经过干燥设备也是本领域的常规技术选择，因此在其引用的权利要求1不具备创造性的情况下，从属权利要求3也不具上述法条规定的创造性。
3）独立权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
独立权利要求4请求保护一种含氧煤层气液化分离工艺，对比文件1也公开了一种含氧煤层气的液化分离工艺，具体如下（参见同上）：含氧煤层气原料气（处于低压）经压缩净化后得到0.42MPa（4.2bar）的净化含氧煤层气，净化后的含氧煤层气进入液化分离工序，液化分离工序分为主流程工艺和制冷工艺，净化处理后的含氧煤层气经主流程工艺后被冷却分离为液化天然气和氮氧尾气，其中从精馏塔5的塔顶得到的氮氧尾气经膨胀机13膨胀至低温低压，该低温低压的氮氧尾气再依次通过过冷器4、三级换热器3、二级换热器2和一级换热器1以冷却在前的含氧煤层气，制冷工艺中，氮气压缩机11通过管路（对应于第一管路）将被压缩的氮气依次经过一级换热器1、二级换热器2、三级换热器3、过冷器4放热冷却后向节流阀V3（对应于第一节流阀）输送，氮气经节流阀V3节流降温后通过管路（对应于第二管路）依次经过精馏塔5的塔顶、过冷器4、三级换热3、二级换热器2、一级换热器1冷却在前的含氧煤层气后返回至氮气压缩机11并以此循环，混合冷剂压缩机8通过管路（对应于第三管路）依次经过一级换热器1、二级换热器2、精馏塔的塔底再沸器7放热冷却后向节流阀V2（对应于第二节流阀）输送被压缩的气相混合冷剂，气相混合冷剂被节流阀V2节流降温后通过管路（对应于第四管路）依次经过三级换热器3、二级换热器2、一级换热器1吸热升温（即提供冷量）后返回混合冷剂压缩机8并以此循环，混合冷剂压缩机8还通过管路（对应于第五管路）经一级换热器1向节流阀V1（对应于第三节流阀）输送被压缩的液相混合冷剂，液相混合冷剂经节流阀V1节流降温后与气相混合冷剂的返回管路中的气相混合冷剂汇合并经一级换热器1吸热升温后被输送至混合冷剂压缩机8。
可见，权利要求4与对比文件1之间的区别在于：（1）压缩后的含氧煤层气进入脱碳设备，控制CO2含量小于50ppm，然后进入干燥设备，控制露点小于-70℃；（2）利用膨胀机压缩干燥塔的再生气，以使所述再生气返回用于干燥处理含氧煤层气的干燥设备。据此，权利要求4相对于对比文件1实际解决的技术问题是明确净化参数以及降低再生过程中的能耗。
至于区别特征（1），对比文件1已经公开了将经压缩净化后的含氧煤层气进行液化分离（参见同上），由于含氧煤层气含有水蒸气和少量的二氧化碳等酸性气体，因此为了防止它们在低温下冻结，堵塞换热器和低温管路，含氧煤层气的净化包括脱除水分和二氧化碳，即干燥和脱碳（对应具有干燥设备和脱碳设备）（见证据1第262页第2段），而脱碳、干燥后的具体的CO2含量和露点温度是本领域的常规技术选择；
至于区别特征（2），证据1（参见第262页第2-5段，第263页图1）公开了：采用氮气作为再生气，并通过透平增压机对其增压，而在含氧煤层气的液化分离过程中，透平膨胀机在其一端通过膨胀轮使气体膨胀为系统提供冷量，同时其另一端为增压轮，由转轴带动增压轮旋转，对通过增压轮的气体增压。由此可见，采用氮气作为再生气并且采用透平膨胀机的增压端对再生气进行加压是本领域公知常识，在对比文件1的系统需要利用氮气作为再生气的前提下，本领域技术人员基于证据1公开的上述内容容易想到利用膨胀机另一端的增压轮对作为再生气的氮气进行增压压缩以使其返回用于干燥处理含氧煤层气的干燥设备，从而降低再生过程中的能耗。因此区别特征（2）是本领域技术人员基于公知技术容易想到的技术手段。
综上所述，本领域技术人员基于对比文件1与本领域公知技术的结合能显而易见的获得权利要求4的技术方案，权利要求4不具备突出的实质性特点，不具备上述法条规定的创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
对于复审请求人提复审请求以及答复复审通知书时提出的意见，合议组经审查后认为：
（1）复审请求人所认定的权利要求1与对比文件1之间的区别，根据前文有关对比文件1公开内容的描述可知，对比文件1的系统中也具有过冷器、氮气制冷系统和混合冷剂系统，其中的过冷器和氮气制冷系统的连接关系与本申请完全相同，仅混合冷剂制冷系统略有不同，具体为，本申请的第三管路还包括第三换热器，而该区别不足以使得权利要求1具有创造性，具体理由见前文中有关权利要求1创造性的评述，在此不再赘述；
（2）根据前文有关对比文件1公开内容的描述可知，特征“液化分离设备包括通过管路依次连接的用于对所述含氧煤层气依次冷却的第一换热器、第二换热器、第三换热器、精馏塔，所述精馏塔的塔顶的一气体出口与所述膨胀机的膨胀端通过进气管路连接，所述膨胀机的膨胀端通过排气管路将膨胀至低温低压的氮氧尾气排出，所述排气管路依次经过第三换热器、第二换热器、第一换热器，以向过第三换热器、第二换热器、第一换热器依次提供冷量”已被对比文件1公开，而特征“所述膨胀机的增压端用于压缩所述干燥设备的再生气，以使所述再生气返回所述干燥设备”是本领域技术人员基于证据1的内容容易想到的技术手段，具体理由见前文有关权利要求1的评述；
（3）权利要求4的特征“利用膨胀机使所述氮氧尾气膨胀至低温低压，并利用所述氮氧尾气冷却含氧煤层气”已被对比文件1公开，具体内容见前文有关对比文件1公开内容的描述，至于特征“低压含氧煤层气经过压缩机压缩至4-8bar，进入脱碳设备，控制 CO2含量小于50ppm，然后进入干燥设备，控制露点小于-70℃”，其中压缩压力已被对比文件1公开（0.42MPa），对含氧煤层气进行脱碳和干燥是本领域的公知技术（具体见证据1），而具体的脱碳、干燥后的CO2含量和露点温度参数是本领域的常规技术选择。
基于上述内容，合议组对复审请求人的相关主张不予支持，本申请权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月13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。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
