废水的处理方法和废水处理系统以及分子筛的制备方法和分子筛制备系统-复审决定


发明创造名称:废水的处理方法和废水处理系统以及分子筛的制备方法和分子筛制备系统
外观设计名称:
决定号:200576
决定日:2020-01-14
委内编号:1F282394
优先权日:
申请(专利)号:201510726216.0
申请日:2015-10-30
复审请求人:中国石油化工股份有限公司 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:刘文军
合议组组长:张佳
参审员:刘静
国际分类号:C02F1/469,C02F9/06,C01B39/08
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别特征,但该区别特征或者是本领域技术人员在该对比文件公开内容的基础上容易想到的,或者是本领域的常规技术手段,所产生的技术效果也是本领域技术人员可以预期的,该权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510726216.0,名称为“废水的处理方法和废水处理系统以及分子筛的制备方法和分子筛制备系统”的发明专利申请(下称本申请),申请人为中国石油化工股份有限公司、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院,本申请的申请日为2015年10月30日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2019年1月28日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:独立权利要求1相对于对比文件1(CN104030499A,公开日为2014年9月10日)以及证据1(《炼油催化剂生产技术》,李岳君 等,中国石化出版社,2007年7月第1次印刷,第41-43页,公开日为2007年7月31日)的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求2-16的附加技术特征或被对比文件1公开、或属于本领域的常用技术手段,因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求17相对于对比文件2(CN104370293A,公开日为2015年2月25日)、对比文件1以及证据1的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求18-19的附加技术特征属于本领域的常用技术手段,因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
驳回决定所依据的审查文本为申请日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书、说明书附图;2018年10月16日提交的权利要求第1-19项。
驳回决定针对的权利要求书如下:
“1.一种分子筛制备过程废水的处理方法,所述废水含有至少一种季铵根离子,所述废水中季铵根离子的含量为10000mg/L以上,该方法由电渗析步骤以及预处理步骤组成:
在预处理步骤中,将废水进行固液分离,得到固相和液相,在将废水进行固液分离之前,将废水与至少一种沉淀剂混合均匀后,在40-85℃的温度下静置5-24小时,以使废水中的硅形成胶体,所述沉淀剂为盐酸,所述沉淀剂的用量使得所述废水的pH值在6-7的范围内,所述固液分离为过滤,所述过滤采用的过滤介质为超滤膜;
在电渗析步骤中,将预处理步骤得到的液相进行电渗析,得到季铵根离子含量降低的淡化水以及含有季铵根离子的浓缩液,所述电渗析使用的电渗析器中的膜单元包括阳离子交换膜,所述阳离子交换膜为苯乙烯型均相阳离子交换膜,所述电渗析在至少一个电渗析器中进行,所述电渗析器的膜堆具有至少一个膜单元,所述膜单元中的膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜,所述阴离子交换膜和阳离子交换膜将所述膜单元的内部空间分隔成料液室和浓缩室,所述电渗析的过程中,施加给每个膜单元的电压在1-3V的范围内;
所述预处理步骤得到的液相进入所述料液室,水进入所述浓缩室,在电渗析过程中,由所述料液室得到季铵根离子含量降低的淡化水,由所述浓缩室得到含有季铵根离子的浓缩液。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为1-15Ω·cm2。
3. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为3-12Ω·cm2。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为4-9Ω·cm2。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1-5meq/g干膜。
6. 根据权利要求5所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1.5-3meq/g干膜。
7. 根据权利要求6所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1.8-2.6meq/g干膜。
8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的方法,其中,所述电渗析的条件使得得到的淡化水中季铵根离子的质量含量为2000ppm以下。
9. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述电渗析的条件使得得到的淡化水中季铵根离子的质量含量为1700ppm以下。
10. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述废水中季铵根离子的浓度为15000-35000mg/L。
11. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述季铵根离子为式I所示的季铵根离子,

式I中,R1、R2、R3和R4各自为C1-C5的烷基或者C6-C12的芳基。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,所述季铵根离子为四丙基铵离子。
13. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述废水为采用季铵碱的分子筛制备过程废水。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,所述废水为采用季铵碱的分子筛制备过程的晶化步骤中的晶化母液、采用季铵碱的分子筛制备过程的洗涤步骤中的洗涤废水、或者所述晶化母液和所述洗涤废水的混合液。
15. 根据权利要求13所述的方法,其中,所述季铵碱选自式II所示的化合物,

式II中,R1、R2、R3和R4各自为C1-C5的烷基或者C6-C12的芳基。
16. 根据权利要求15所述的方法,其中,所述季铵碱为四丙基氢氧化铵。
17. 一种分子筛的制备方法,该方法包括合成步骤、晶化步骤、分离洗涤步骤和废水处理步骤,
在所述合成步骤中,将原料与水接触反应,所述原料含有硅源、季铵碱以及可选的钛源;
在所述晶化步骤中,将合成步骤得到的反应混合物进行晶化;
在分离洗涤步骤中,将晶化步骤得到的混合物进行固液分离,得到固相和晶化母液,并对所述固相进行洗涤,得到分子筛和洗涤废水;
在废水处理步骤中,将废水进行电渗析,得到含有季铵根离子的浓缩液、以及季铵根离子含量降低的淡化水,所述废水为所述晶化母液、所述洗涤废水或者所述晶化母液和所述洗涤废水的混合液,所述废水中季铵根离子的含量为10000mg/L以上,其中,采用权利要求1-9中任意一项所述的方法对所述废水进行处理。
18. 根据权利要求17所述的方法,其中,该方法还包括淡化水循环步骤,在淡化水循环步骤中,将所述淡化水循环用于以下步骤中的至少一个:所述合成步骤,作为合成用水;所述晶化步骤,用于终止晶化;所述分离洗涤步骤,作为洗涤水。
19. 根据权利要求17所述的方法,其中,所述废水中季铵根离子的浓度为15000-35000mg/L。”
申请人中国石油化工股份有限公司、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2019年5月10日向国家知识产权局提出了复审请求,未提交修改文件。
复审请求人认为:本申请用盐酸沉淀剂与对比文件1中的硫酸沉淀剂不同,二者不属于等效替代,本申请使用盐酸沉淀剂,在一定温度范围内静置沉淀一次后,将废水与沉淀剂混合均匀得到的混合物采用超滤膜过滤,通过一次过滤即可得到满足电渗析要求的滤液,而对比文件1使用硫酸沉淀剂需要将分子筛合成母液进行两次沉淀和四次过滤,将第四次过滤得到的滤液进行双极膜电渗析,并且提供了证明文件(图1酸处理废水样品,图2酸处理并在55℃老化12h后废水样品,图3酸处理并在25℃老化2h后废水样品),用于证明采用硫酸作为沉淀剂无法通过一次沉淀和一次过滤满足电渗析要求的进水,公知常识性证据1在两次加酸之间不进行过滤,其和对比文件1的操作不相同,对比文件1未公开两次加酸的目的在于控制凝胶速度,从而获得理想的硅胶结构。本申请实施例处理的废水中的四丙基铵离子的浓度均高于对比文件1的浓度,本申请在确保获得较高的处理效果的前提下,简化了工艺流程,降低了装置的建设成本。因而本申请具备创造性。
经形式审查合格,国家知识产权局于2019年5月15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9月30日向复审请求人发出复审通知书,通知书中引用了驳回决定中引用的对比文件1、2以及公知常识性证据1,指出:权利要求1相对于对比文件1以及证据1的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求2-16的附加技术特征或被对比文件1公开、或属于本领域的常用技术手段,因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求17相对于对比文件2、对比文件1以及证据1的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性;从属权利要求18-19的附加技术特征属于本领域的常用技术手段,因此也不具备专利法第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:
对比文件1和本申请都属于分子筛制备过程废水的处理方法领域,在处理工艺中都包括了对废水进行沉淀、过滤、电渗析的处理方法,二者的技术构思在本质上是一致的。对比文件1(参见说明书第4、39段)公开的处理工艺实现合成原料价值最大化,最大限度提高原料利用率,不仅具有良好的经济效益,也具有很好的社会效益。其和本申请都是对废水进行回收利用,并将回收得到的季铵碱再次用于合成过程,进而实现资源的合理利用。
对比文件1的方法中包括了两次沉淀和四次过滤步骤的目的是确保过滤后母液中无易产生沉淀或影响后续双极膜电渗析过程的杂质。而证据1第43页第1段:pH对胶凝速度的影响是很显著的,为了控制胶凝速度,往往把酸分两次加入,使第一次加入后物料的pH值保持在适当高的水平。可见第一次加酸因pH值保持在适当高的水平以及第二次加酸因一部分水玻璃已经与酸作用才使胶凝速度可控从而获得理想的硅胶结构。对比文件1(参见说明书第21段)公开了步骤(1)和步骤(2)的两次吊袋式离心机的过滤主要分离母液与硅凝胶,可见对比文件1的步骤(1)和步骤(2)中均形成了硅凝胶,且形成理想的硅胶结构的硅凝胶有利于后续的过滤步骤。本领域技术人员根据合成母液所包含的杂质情况以及过滤的难易程度,有动机简化电渗析之前的处理步骤,将对比文件1中的分两次加酸调整为加一次酸是本领域技术人员容易想到的。
对于沉淀剂而言,本申请(参见说明书第92-93段)记载了所述酸为硫酸和/或盐酸。可见本申请中的盐酸、硫酸均能调节废水的pH值在6-7的范围内。本申请(参见说明书第12段)公开了分子筛合成母液中季铵碱含量为0.5-50g/L,即5000-50000mg/L,可见对比文件1能够处理的季铵碱浓度高于本申请说明书实施例中记载的20520.4mg/L。复审请求人的意见陈述不具有说服力。
复审请求人于2019年11月15日提交了意见陈述书和权利要求书的修改替换页,主要修改方式为:依据说明书第10页第9行、实施例1-5的记载,将权利要求1的主题名称由“一种分子筛制备过程废水的处理方法”修改为“一种TS-1分子筛制备过程废水的处理方法”,将权利要求1中的“pH值在6-7的范围内”修改为“pH值在6.4-6.8的范围内”,将权利要求17的主题名称由“一种分子筛的制备方法”修改为“一种TS-1分子筛的制备方法”。
修改后的权利要求书如下:
“1.一种TS-1分子筛制备过程废水的处理方法,所述废水含有至少一种季铵根离子,所述废水中季铵根离子的含量为10000mg/L以上,该方法由电渗析步骤以及预处理步骤组成:
在预处理步骤中,将废水进行固液分离,得到固相和液相,在将废水进行固液分离之前,将废水与至少一种沉淀剂混合均匀后,在40-85℃的温度下静置5-24小时,以使废水中的硅形成胶体,所述沉淀剂为盐酸,所述沉淀剂的用量使得所述废水的pH值在6.4-6.8的范围内,所述固液分离为过滤,所述过滤采用的过滤介质为超滤膜;
在电渗析步骤中,将预处理步骤得到的液相进行电渗析,得到季铵根离子含量降低的淡化水以及含有季铵根离子的浓缩液,所述电渗析使用的电渗析器中的膜单元包括阳离子交换膜,所述阳离子交换膜为苯乙烯型均相阳离子交换膜,所述电渗析在至少一个电渗析器中进行,所述电渗析器的膜堆具有至少一个膜单元,所述膜单元中的膜为阳离子交换膜和阴离子交换膜,所述阴离子交换膜和阳离子交换膜将所述膜单元的内部空间分隔成料液室和浓缩室,所述电渗析的过程中,施加给每个膜单元的电压在1-3V的范围内;
所述预处理步骤得到的液相进入所述料液室,水进入所述浓缩室,在电渗析过程中,由所述料液室得到季铵根离子含量降低的淡化水,由所述浓缩室得到含有季铵根离子的浓缩液。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为1-15Ω·cm2。
3. 根据权利要求2所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为3-12Ω·cm2。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的膜面电阻为4-9Ω·cm2。
5. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1-5meq/g干膜。
6. 根据权利要求5所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1.5-3meq/g干膜。
7. 根据权利要求6所述的方法,其中,所述苯乙烯型均相阳离子交换膜的离子交换容量为1.8-2.6meq/g干膜。
8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的方法,其中,所述电渗析的条件使得得到的淡化水中季铵根离子的质量含量为2000ppm以下。
9. 根据权利要求8所述的方法,其中,所述电渗析的条件使得得到的淡化水中季铵根离子的质量含量为1700ppm以下。
10. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述废水中季铵根离子的浓度为15000-35000mg/L。
11. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述季铵根离子为式I所示的季铵根离子,

式I中,R1、R2、R3和R4各自为C1-C5的烷基或者C6-C12的芳基。
12. 根据权利要求11所述的方法,其中,所述季铵根离子为四丙基铵离子。
13. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述废水为采用季铵碱的分子筛制备过程废水。
14. 根据权利要求13所述的方法,其中,所述废水为采用季铵碱的分子筛制备过程的晶化步骤中的晶化母液、采用季铵碱的分子筛制备过程的洗涤步骤中的洗涤废水、或者所述晶化母液和所述洗涤废水的混合液。
15. 根据权利要求13所述的方法,其中,所述季铵碱选自式II所示的化合物,

式II中,R1、R2、R3和R4各自为C1-C5的烷基或者C6-C12的芳基。
16. 根据权利要求15所述的方法,其中,所述季铵碱为四丙基氢氧化铵。
17. 一种TS-1分子筛的制备方法,该方法包括合成步骤、晶化步骤、分离洗涤步骤和废水处理步骤,
在所述合成步骤中,将原料与水接触反应,所述原料含有硅源、季铵碱以及可选的钛源;
在所述晶化步骤中,将合成步骤得到的反应混合物进行晶化;
在分离洗涤步骤中,将晶化步骤得到的混合物进行固液分离,得到固相和晶化母液,并对所述固相进行洗涤,得到分子筛和洗涤废水;
在废水处理步骤中,将废水进行电渗析,得到含有季铵根离子的浓缩液、以及季铵根离子含量降低的淡化水,所述废水为所述晶化母液、所述洗涤废水或者所述晶化母液和所述洗涤废水的混合液,所述废水中季铵根离子的含量为10000mg/L以上,其中,采用权利要求1-9中任意一项所述的方法对所述废水进行处理。
18. 根据权利要求17所述的方法,其中,该方法还包括淡化水循环步骤,在淡化水循环步骤中,将所述淡化水循环用于以下步骤中的至少一个:所述合成步骤,作为合成用水;所述晶化步骤,用于终止晶化;所述分离洗涤步骤,作为洗涤水。
19. 根据权利要求17所述的方法,其中,所述废水中季铵根离子的浓度为15000-35000mg/L。”
复审请求人认为:本申请使用盐酸沉淀剂,在一定温度和pH值范围内静置沉淀一次后,通过一次过滤即可得到满足电渗析要求的滤液,对比文件1使用硫酸沉淀剂需要将分子筛合成母液进行两次沉淀和四次过滤,将第四次过滤得到的滤液进行双极膜电渗析。复审请求人提出复审请求时提交的证明文件用于证明采用硫酸作为沉淀剂无法通过一次沉淀和一次过滤满足电渗析要求的进水。证据1的目的是对硅胶结构进行控制,其不会在第一次加酸后进行过滤,而对比文件1在第一次加酸后进行了过滤,其第二次加酸后无法进行证据1中的缩聚反应,对比文件1两次加酸的目的是充分回收母液中的硅源,并非获得理想的硅胶结构。因而对比文件1的两次加酸与证据1两次加酸的操作不同,本申请简化了工艺流程。因而本申请具备创造性。
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
复审请求人于2019年11月15日提交了权利要求书的全文修改替换页。本复审请求审查决定针对的文本为:复审请求人于2019年11月15日提交的权利要求第1-19项,申请日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书和说明书附图。
(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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别特征,但该区别特征或者是本领域技术人员在该对比文件公开内容的基础上容易想到的,或者是本领域的常规技术手段,所产生的技术效果也是本领域技术人员可以预期的,该权利要求不具备创造性。
1、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TS-1分子筛制备过程废水的处理方法,对比文件1(参见说明书第4-21段)公开了一种TS-1特种分子筛合成母液的综合处理方法,并具体公开了以下技术特征:提供一种处理含硅酸根、四丙基氢氧化铵(TPAOH)等季胺碱类模板剂(相当于公开了废水中含有季铵根离子)的TS-1特种分子筛合成母液的综合处理方法(相当于公开了一种分子筛制备过程废水的处理方法),前处理过程去除并回收硅源后,再进入双极膜电渗析系统(相当于由电渗析步骤以及预处理步骤组成),包括以下步骤:
特种分子筛合成母液经初过滤所得滤液A在搅拌条件下加入稀硫酸调pH值为7~8(其中的搅拌条件相当于公开了本申请中的混合均匀),絮凝、静置后用吊袋式离心机进行第一次过滤,得到滤饼B和滤液B;
滤液B在搅拌条件下加入稀硫酸调pH值为5~6,搅拌后絮凝、静置,然后用吊袋式离心机进行第二次过滤,得到滤饼C和滤液C;
滤液C静置后进行精密过滤得到滤液D;
滤液D用双极膜电渗析系统处理,分别制得与母液废水中含有的季胺碱类模板剂相对应的季胺碱纯品的水溶液和硫酸溶液。所述分子筛合成母液为TS-1分子筛、β分子筛等特种分子筛合成过程所产生的含硅酸根、TPAOH等季胺碱类模板剂的合成母液,所述季胺碱类模板剂通常为四丙基氢氧化铵(TPAOH)或四乙基氢氧化铵,所述分子筛合成母液中通常季胺碱类含量为0.5-50g/L(该季铵根离子含量范围与本申请含量范围部分重叠),滤饼B或C均为白色胶状原硅酸沉淀,双极膜电渗析系统(相当于电渗析器)可采用阳离子交换膜,优选阳离子交换膜为均相离子交换膜,进一步对比文件1(参见说明书第51段)公开了双极膜电渗析系统的阳离子交换膜为JCM-1型号(北京廷润膜技术开发有限公司)(本申请中苯乙烯型均相阳离子交换膜的下位概念)。
权利要求1与对比文件1的区别为:(1)权利要求1的预处理过程用盐酸沉淀剂,限定了静置温度、时间以及pH值,用超滤膜过滤介质过滤废水并实现固液分离,其不同于对比文件1的前处理过程;(2)权利要求1中电渗析器的结构设置与对比文件1不同,施加给每个膜单元的电压未被对比文件1公开。
基于区别特征可以确定本申请实际要解决的技术问题是:如何选择电渗析器的膜种类以富集季铵根离子。
对于区别(1),对比文件1(参见说明书第21段)公开了步骤(1)和步骤(2)的两次吊袋式离心机的过滤主要分离母液与硅凝胶,本申请中的盐酸与对比文件1中的硫酸均为能够与废水中的硅形成胶体的强酸,本领域技术人员根据实际需要以及形成硅凝胶的情况,有动机使用盐酸替换硫酸并进行性能测试。此外,对比文件1(参见说明书第21段)公开了其步骤(1)的陶瓷膜初过滤主要用于除去母液中的大颗粒杂质,步骤(1)和步骤(2)的两次吊袋式离心机的过滤主要分离母液与硅凝胶,步骤(3)中用管式陶瓷膜进行精密过滤,目的是确保过滤后母液中无易产生沉淀或影响后续双极膜电渗析过程的杂质,由此可知,对比文件1的多种过滤主要是为了针对性地分离不同的固体物质,其目的除了要回收硅凝胶之外,就是要确保过滤后的母液不影响后续的电渗析过程。根据本领域的公知常识(参见证据1第41-43页):加酸形成胶体的过程中,pH值对凝胶速度的影响是很显著的,通常若一次加酸量多,反应的速度很快,从而将生成骨架非常疏松的凝胶,因此有时为了控制胶凝速度,往往把酸分两次加入,从而得到理想的硅胶结构。在此基础上,本领域技术人员根据实际形成胶体的情况,将对比文件1中的分两次加酸调整为加一次酸是本领域技术人员容易想到的,且根据形成凝胶的效果,本领域技术人员有动机对pH进行调整进而得到合适的pH值范围。由于加酸后得到的硅凝胶通常还需经过一个“老化”过程,这在本领域亦是公知的(参见证据1第43、44页),所谓老化过程就是反应体系在一定的温度及pH下保持一定时间,使凝胶骨架得到进一步调整和巩固,即胶粒与胶粒之间将更加接近,相互联结得更加牢固,致使发生网架的收缩,从而将包含在其中的水分排挤出来,促使胶团聚结。本申请中的超滤膜属于本领域常用的具有额定孔径的微孔过滤膜,本领域技术人员在对比文件1公开了固液分离要确保过滤后的母液不影响后续电渗析过程的基础上,根据分子筛制备过程中所产生废水中包含杂质的情况,仅在一次加酸并老化后进行一次超滤膜过滤得到固相和液相也是容易想到的,老化时具体的温度及静置时间则是本领域技术人员根据实际反应情况通过有限的试验即可确定。
对于上述区别特征(2),对比文件1(参见说明书第23段)公开了经过电渗析处理后,酸室得到硫酸溶液,碱室得到与母液中含有的季铵碱类模板剂相对应的季铵碱出品的水溶液,料液室得到处理后的母液废水,可见对比文件1使用双极膜电渗析也能够实现滤液D中的季铵根离子以及其它阳离子透过阳离子交换膜进入碱室以达到回收合成母液中的TPAOH等季胺碱模板剂的目的。本申请中的包含阳离子交换膜和阴离子交换膜膜堆的电渗析器也是使预处理步骤得到的液相中的离子选择性地通过阴、阳离子交换膜从而实现溶液中电解质的分离,即普通电渗析同样能达到使季铵根离子富集的作用,使用本申请中的电渗析工艺替代对比文件1中的双极膜电渗析属于本领域的常规技术手段。通过阴离子交换膜和阳离子交换膜将膜单元的内部空间分隔成料液室和浓缩室,并将预处理步骤得到的液相进入料液室,水进入浓缩室,进而在电渗析过程中由料液室得到季铵根离子含量降低的淡化水,由浓缩室得到含有季铵根离子的浓缩液是本领域技术人员容易想到的。施加于膜单元的电压是本领域技术人员根据处理效果通过有限的试验即可确定的。
由此可知,在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段得到该权利要求要求保护的技术方案对本领域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备突出的实质性特点,因而不具备创造性。
2、权利要求2-7的附加技术特征分别对方法作了进一步限定,对比文件1(参见说明书第15段)公开的阳离子交换膜为JCM-1型号,在此基础上,本领域技术人员容易获得其相应的膜面电阻和膜的离子交换容量,在引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求2-7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、权利要求8-9的附加技术特征分别对方法作了进一步限定,对比文件1(参见说明书实施例1、第45-56]段)公开了母液废水中TPAOH的含量为1.5-5g/L,四丙基氢氧化铵回收率95.28%以上,经换算知电渗析得到的淡化水中有机铵根离子含量低于236mg/L,因而在对比文件1的基础上容易得到本申请的技术方案。在引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求8-9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4、权利要求10的附加技术特征对方法作了进一步限定,对比文件1公开了(参见说明书第12段)分子筛合成母液中通常季胺碱类含量为0.5-50g/L,由此本领域技术人员容易获得废水中季铵根离子的实际浓度。在引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
5、权利要求11-16的附加技术特征分别对方法作了进一步限定,对比文件1(参见说明书第11段)公开了分子筛合成母液为TS-1、β分子筛等特种分子筛合成过程中所产生的含硅酸根、TPAOH等季铵碱类模板剂的合成母液(相当于公开了废水为采用季铵碱的分子筛制备过程废水),所述季铵碱类模板剂通常为四丙基氢氧化铵(相当于公开了四丙基铵离子)或四乙基氢氧化铵(碳原子数落入了本申请中R1、R2、R3、R4的范围内),本领域技术人员根据实际需要将季铵根离子中的取代基R1、R2、R3、R4选择为C6-C12的芳基也是容易想到的。本申请中晶化步骤中的晶化母液、洗涤步骤中的洗涤废水属于本领域制备分子筛过程中产生含有季铵根离子废水的常规选择。因此,在引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求11-16也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
6、权利要求17不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求17请求保护一种TS-1分子筛的制备方法,对比文件2(参见权利要求3)公开了一种合成含钛β分子筛的方法,该分子筛为含钛β分子筛,采用有机胺水解硅源、钛源和铝源得到溶胶(相当于本申请中的合成步骤,公开了原料与水接触反应),然后将该溶胶与适量晶种混合均匀后晶化(相当于本申请中的晶化步骤,公开了将反应混合物进行晶化),晶化完成后经过滤(相当于本申请中的固液分离,并得到了固相和晶化母液)、洗涤(相当于公开了对固相进行洗涤,并得到了分子筛和洗涤废水)、干燥并焙烧得到。所述有机胺是季铵碱类化合物,优选为四乙基氢氧化铵。
权利要求17与对比文件2的区别在于:权利要求17中的分子筛类型以及废水处理步骤未被对比文件2公开。针对该区别:本申请中的TS-1分子筛与对比文件2中的含钛β分子筛均为钛硅分子筛,二者具有类似的制备工艺,本领域技术人员在对比文件2的基础上,容易想到使用合成含钛β分子筛的方法来制备TS-1分子筛。此外,对比文件1公开了一种TS-1特种分子筛合成母液的综合处理方法(具体公开内容参见对权利要求1的评述),电渗析在对比文件1中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都是为了实现对分子筛制备过程中产生废水的回收利用,且其通过电渗析也得到了含有季铵根离子的浓缩液和含有季铵根离子含量降低的淡化水。也就是说对比文件1给出了将上述技术特征用于对比文件2以解决其技术问题的启示,本申请中的晶化母液和/或洗涤废水属于本领域含有季铵根离子废水的常规选择;此外,对比文件1(参见说明书第12段)公开了分子筛合成母液中通常季胺碱类含量为0.5-50g/L(即500-50000mg/L),本领域技术人员在对比文件1的基础上容易得到本申请中的季铵根离子的含量。
因此,在对比文件2的基础上结合对比文件1以及本领域的常规技术手段得出该权利要求的技术方案,对本技术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,因而不具备创造性。
7、权利要求18的附加技术特征对方法作了进一步限定,当电渗析所得淡化水符合回用利用的要求时,本领域技术人员基于节约资源的目的容易想到将其回用于分子筛的合成步骤用水、晶化步骤的终止晶化用水以及分离洗涤步骤的洗涤水。在引用的权利要求不具备创造性的基础上,权利要求18也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
8、权利要求19的附加技术特征对方法作了进一步限定,对比文件1公开了(参见说明书[0012]段)分子筛合成母液中通常季胺碱类含量为0.5-50g/L,由此本领域技术人员容易获得废水中季铵根离子的实际浓度。在引用的权利要求不具备创造性的基础上,该权利要求19也不具备专利法第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所陈述的意见,合议组认为:
对比文件1和本申请都属于TS-1分子筛制备过程废水的处理方法技术领域,在处理工艺中都包括了对废水进行沉淀、过滤、电渗析的处理步骤,二者的技术构思在本质上是一致的。对比文件1(参见说明书第4、39段)公开了通过综合处理提高了回收的硅源的纯度,得到符合合成要求的TPAOH等季铵碱模板剂,为解决特种分子筛合成母液的处理问题,充分利用其中的宝贵资源提供有效途径,可解决特种分子筛合成母液排放所带来的氨氮污染问题,还充分回收其中可利用资源,从废水中获得高品质合成原料,实现合成原料价值最大化,最大限度提高原料利用率,不仅具有良好的经济效益,也具有很好的社会效益。本申请(参见说明书第66段)记载了本申请采用电渗析对含有季铵根离子的分子筛制备过程废水进行处理,能有效地降低废水中的季铵根离子(特别是四丙基季铵根离子)含量,进而降低废水的COD值,得到的净化水可以循环用于分子筛合成过程;同时还能得到富集了季铵根离子的浓缩液,该浓缩液可以循环用于分子筛合成过程。采用本申请的方法对含季铵根离子的分子筛生产过程废水进行处理,实现了资源的合理有效再利用。可见对比文件1和本申请都是对废水进行回收利用,并将回收得到的季铵碱再次用于合成过程,进而实现资源的合理利用,二者的技术目的也是一样的。
尽管对比文件1的处理方法中包括了两次沉淀和四次过滤步骤,但分子筛在制备过程中所选择的原料、工艺方法的不同会导致最终的合成母液中所包含的杂质类型、杂质的存在形态也会存在不同,而对比文件1(参见说明书第21段)公开了“步骤(1)用陶瓷膜初过滤,主要用于除去母液中大颗粒杂质,步骤(1)和步骤(2)的两次吊袋式离心机的过滤主要分离母液与硅凝胶,步骤(3)中用管式陶瓷膜进行精密过滤,目的是确保过滤后母液中无易产生沉淀或影响后续双极膜电渗析过程的杂质”,可见对比文件1是为了确保过滤后母液中无易产生沉淀或影响后续双极膜电渗析过程的杂质。
对比文件1(参见说明书第7段)公开的步骤(1)在加入硫酸后,依次进行了絮凝、静置和过滤步骤,对比文件1(参见说明书第8段)公开的步骤(2)在加入硫酸后,也依次进行了絮凝、静置和过滤步骤。进一步对比文件1(参见说明书第21段)公开了步骤(1)和步骤(2)的两次吊袋式离心机的过滤主要分离母液与硅凝胶。可见对比文件1在步骤(1)和步骤(2)中均分别形成了硅凝胶,步骤(1)和(2)各自经历了形成硅凝胶的过程,其并非是在步骤(2)之后才形成硅凝胶,也就是说对比文件1的步骤(1)和(2)形成硅凝胶的过程是在过滤前后独立进行的。
根据本领域的公知常识(参见证据1第43页第1段):pH对胶凝速度的影响是很显著的,若一次加酸量多,而且又加得很快,那么物料的pH值就可能一下降低到图2-2中所示的最低点c,这时,硅酸缩聚反应的速度将很快,从而将生成骨架非常疏松的凝胶,为了控制胶凝速度,往往把酸分两次加入,使第一次加入后物料的pH值保持在适当高的水平,并在该pH值下放置一段时间,保持适宜的胶凝速度,然后再加第二次酸,这时由于一部分水玻璃已经与酸作用,即使pH值降低比较多,胶凝速度也不至于十分剧烈了,这样利于分次加酸,就可控制胶凝速度,从而得到理想的硅胶结构。可见一次加酸或两次加酸均可以形成凝胶结构,且采用两次加酸的方式时,第二次加酸因一部分水玻璃已经与酸作用才使胶凝速度可控从而获得理想的硅胶结构,也就是说,该硅胶结构的获得并非是依赖于第一次加酸后的硅胶产物。本领域技术人员根据合成母液所包含的杂质情况以及过滤的难易程度,有动机简化电渗析之前的处理步骤,将对比文件1中的分两次加酸调整为加一次酸是本领域技术人员容易想到的,且未取得预料不到的技术效果。
对于沉淀剂而言,本申请(参见说明书第92-93段)记载了“所述酸优选为无机酸,其具体实例可以包括但不限于盐酸、硫酸、硝酸和磷酸。优选地,所述酸为硫酸和/或盐酸。所述酸以水溶液的形式提供,酸的水溶液的浓度没有特别限定,根据酸的具体种类可以为常规浓度。所述酸的具体用量可以根据酸的种类以及废水的性质进行选择,以能使所述废水中的硅形成胶体为准。一般地,所述酸的用量使得废水的pH值在5-8的范围内,优选使得废水的pH值在6-7的范围内”。可见本申请记载的盐酸、硫酸均为本申请优选的无机酸,二者均能够满足本申请记载的一次加酸、一次沉淀和一次过滤的处理方法。本申请原始申请文件并未记载,盐酸相比硫酸在降低废水中可沉降物种(如硅)的含量时有何不同,也未记载盐酸会比硫酸具有更好的技术效果。由于本申请的原始申请文件得不出上述结论,因而复审请求人在提复审请求时提供的比较试验不能被接受。
此外,对比文件1(参见说明书第12段)公开了分子筛合成母液中季铵碱含量为0.5-50g/L,即5000-50000mg/L,可见对比文件1能够处理的季铵碱浓度高于本申请说明书实施例中记载的20520.4mg/L,本申请并未取得预料不到的技术效果。因而复审请求人的意见陈述不具有说服力,本申请不具备创造性。
基于以上事实和理由,合议组作出如下审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年1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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