
发明创造名称:制备环己酮的方法和系统
外观设计名称:
决定号:195081
决定日:2019-11-15
委内编号:1F253192
优先权日:
申请(专利)号:201510498418.4
申请日:2015-08-14
复审请求人:埃克森美孚化学专利公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:王加松
合议组组长:李勇
参审员:张靖
国际分类号:C07C49/403;C07C45/51
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:判断一项权利要求是否具备创造性时,首先应当将权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术进行比较分析,找出二者的区别特征,确定权利要求的技术方案实际解决的技术问题。如果本领域技术人员为解决该技术问题,根据现有技术的教导或启示能够容易地引入上述区别特征,从而获得如权利要求的技术方案,并能够预料其技术效果,则权利要求不具备创造性。
全文:
本复审请求案涉及申请号为201510498418.4,名称为“制备环己酮的方法和系统”的发明专利申请(下称本申请)。申请人为埃克森美孚化学专利公司。本申请的申请日为2015年08月14日,最早优先权日为2014年08月15日,公开日为2016年03月02日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年03月05日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-19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04月26日提交的权利要求1-19项;于申请日2015年08月14日提交的说明书第1-41页(即第0001-0255段)、说明书附图图1-图9和说明书摘要(下称驳回文本)。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 制备环己酮的方法,所述方法包括:
(A)将氢气和氢化进料供料到氢化反应区,所述氢化进料基于所述氢化进料的总重量计包含:
浓度范围在10wt%-99wt%的苯酚;浓度范围在0.1wt%-50wt%的环己酮;浓度范围在0.001wt%-30wt%的环己基苯;和浓度范围在0.001wt%-30wt%的双环己烷;和
(B)使至少一部分苯酚与至少一部分氢气在所述氢化反应区在氢化催化剂的存在下在氢化反应条件下接触使得至少一部分苯酚转化为环己酮,其中所述氢化反应条件包括范围在140℃-300℃的温度和范围在375kPa-1200kPa的绝对压力,使得在所述氢化反应区中满足以下条件:(i)至少50%的环己基苯存在于液相;和(ii)至少50%的苯酚存在于液相。
2. 权利要求1的方法,其中所述氢化条件包括范围在140℃-240℃的温度,和范围在400kPa-1000kPa的绝对压力。
3. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,满足以下条件(i),(ii),(iii),和(iv)中的至少一个:
(i)苯酚的转化率范围在30%-95%;
(ii)环己基苯的转化率范围在0.1%-20%;
(iii)苯酚到环己酮的选择性范围在80%-99.9%;和
(iv)苯酚到环己醇的选择性范围在0.1%-20%。
4. 权利要求1的方法,其中:
所述氢化进料进一步包含浓度范围在0.01wt%-5wt%的环己烯 酮;和在步骤(B)中,环己烯酮的转化率范围在85%-100%。
5. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内,并且步骤(B)包括:
(B1)使包含氢气和来自所述氢化进料的苯酚的混合物通过所述管道以与所述氢化催化剂接触;和
(B2)使冷却介质通过所述壳,从而冷却所述管道内的反应混合物。
6. 权利要求5的方法,其中在步骤(B2)中,所述冷却介质包括至少一部分处于液相的所述氢化进料,所述处于液相的所述氢化进料的至少一部分在步骤(B2)中气化,并且步骤(B)进一步包括:
(B3)将来自步骤(B2)的至少一部分所述氢化进料供料至所述氢化区。
7. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括能够中间冷却的固定床反应器。
8. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括能够骤冷的固定床反应器。
9. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括於浆反应器,其含有分散于反应介质中的於浆形式的所述氢化催化剂。
10. 权利要求9的方法,其中将於浆形式的氢化催化剂在回路中循环泵送。
11. 权利要求9的方法,其中所述於浆反应器包括内部换热器, 其从所述反应器内的反应介质除去热,并且在所述反应器内对反应介质进行搅拌。
12. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化催化剂包含(a)基于所述催化剂的总重量计浓度范围在0.001wt%-5.0wt%的氢化金属,其选自Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Ag,Re,Os,Ir,和Pt;和(b)无机载体材料,其选自活性炭,Al2O3,Ga2O3,SiO2,GeO2,SnO,SnO2,TiO2,ZrO2,Sc2O3,Y2O3,碱金属氧化物,碱土金属氧化物,以及它们的混合物、组合、络合物和化合物。
13. 权利要求12的方法,其中所述氢化金属优先分布在所述催化剂的外缘。
14. 权利要求1的方法,其中氢气和苯酚以氢气与苯酚的摩尔比范围1.0-10供入所述氢化反应区。
15. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,消耗了至少95%的供入所述氢化反应区的氢气。
16. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中获得了包含氢蒸气的氢化反应产物,并且所述方法进一步包括:
(D)将所述氢化反应产物分离成包含氢气的蒸气料流和液体料流;和(E)将至少一部分蒸气料流再循环到所述氢化反应区。
17. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中获得了氢化反应产物,并且所述方法进一步包括:
(F)将至少一部分所述氢化反应产物供料到第一蒸馏塔;和(G)从第一蒸馏塔获得:
第一上部流出物,其包含浓度高于所述氢化反应产物的环己酮;和第一中间流出物,其包含浓度低于所述氢化反应产物的环己酮,和浓度高于所述氢化反应产物的苯酚。
18. 权利要求17的方法,其中在步骤(G)中,进一步获得以下:
第一下部流出物,其包含浓度高于所述氢化反应产物的环己基苯。
19. 权利要求1的方法,其中所述氢化反应区包括多个串联和/或并联连接的氢化反应器。”
驳回决定指出:1)权利要求1与对比文件1(CN102015604A,公开日为2011年04月13日)的区别技术特征为:(1)权利要求1限定的氢化进料的组成与对比文件1 不同;(2)权利要求1限定至少50%的环己基苯和至少50%的苯酚存在于液相;对比文件1未公开。对于区别特征(1),本领域技术人员根据对比文件1所公开的内容容易想到该氢化原料组成;对于区别特征(2),本领域技术人员在对比文件1所公开的温度和压力条件下,通过实验容易选择反应区物料的气液分布。并且本申请也未产生预料不到的技术效果。因此权利要求1相对于对比文件1不具备创造性;2)权利要求2和3的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件1所公开的基础上容易选择的;权利要求4的附加技术特征是本领域技术人员容易想到的。因此在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2-4同样不具备创造性;3)权利要求5限定反应装置,该反应装置为本领域常规的反应装置;权利要求6的附加技术特征是本领域的惯用手段;权利要求7-11进一步限定反应装置,这些装置均为本领域常规的反应装置,其操作条件属于本领域的惯用手段;综上,在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求5-11同样不具备创造性;4)权利要求12-13进一步限定催化剂,该附加技术特征已经被对比文件1所公开,同时本领域技术人员在对比文件1的基础上容易选择适合的催化剂,在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求12-13同样不具备创造性;5)权利要求14-15的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易确定的;权利要求16-19的附加技术特征属于本领域的惯用技术手段;因此在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求14-19同样不具备创造性。
申请人埃克森美孚化学专利公司(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年06月04日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书的修改文本(4页共16项权利要求),相对于驳回文本,其修改如下:在权利要求1中增加如下技术特征:“其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括以下之一:i)管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内;ii)能够中间冷却的固定床反应器;iii)能够骤冷的固定床反应器;和iv)於浆反应器,其含有分散于反应介质中的於浆形式的所述氢化催化剂。”;删除原权利要求5中的技术特征“其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内”;删除权利要求7-9;在原权利要求10中增加技术特征“所述氢化反应区包括所述於浆反应器”;并对所有权利要求重新编号。
复审请求时新修改的权利要求书如下:
“1. 制备环己酮的方法,所述方法包括:
(A)将氢气和氢化进料供料到氢化反应区,所述氢化进料基于所述氢化进料的总重量计包含:
浓度范围在10wt%-99wt%的苯酚;浓度范围在0.1wt%-50wt%的环己酮;浓度范围在0.001wt%-30wt%的环己基苯;和 浓度范围在0.001wt%-30wt%的双环己烷;和
(B)使至少一部分苯酚与至少一部分氢气在所述氢化反应区在氢化催化剂的存在下在氢化反应条件下接触使得至少一部分苯酚转化为环己酮,其中所述氢化反应条件包括范围在140℃-300℃的温度和范围在375kPa-1200kPa的绝对压力,使得在所述氢化反应区中满足以下条件:
(i)至少50%的环己基苯存在于液相;和(ii)至少50%的苯酚存在于液相,
其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括以下之一:
i)管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内
ii)能够中间冷却的固定床反应器;
iii)能够骤冷的固定床反应器;和 iv)於浆反应器,其含有分散于反应介质中的於浆形式的所述氢化催化剂。
2. 权利要求1的方法,其中所述氢化条件包括范围在140℃-240℃的温度,和范围在400kPa-1000kPa的绝对压力。
3. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,满足以下条件(i),(ii),(iii),和(iv)中的至少一个:
(i)苯酚的转化率范围在30%-95%;
(ii)环己基苯的转化率范围在0.1%-20%;
(iii)苯酚到环己酮的选择性范围在80%-99.9%;和
(iv)苯酚到环己醇的选择性范围在0.1%-20%。
4. 权利要求1的方法,其中:
所述氢化进料进一步包含浓度范围在0.01wt%-5wt%的环己烯 酮;和在步骤(B)中,环己烯酮的转化率范围在85%-100%。
5. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括所述管型换热器反应器,并且步骤(B)包括:
(B1)使包含氢气和来自所述氢化进料的苯酚的混合物通过所述管道以与所述氢化催化剂接触;和
(B2)使冷却介质通过所述壳,从而冷却所述管道内的反应混合物。
6. 权利要求5的方法,其中在步骤(B2)中,所述冷却介质包括至少一部分处于液相的所述氢化进料,所述处于液相的所述氢化进料的至少一部分在步骤(B2)中气化,并且步骤(B)进一步包括:(B3)将来自步骤(B2)的至少一部分所述氢化进料供料至所述氢化区。
7. 权利要求1的方法,其中所述氢化反应区包括所述於浆反应器,并且将於浆形式的氢化催化剂在回路中循环泵送。
8. 权利要求7的方法,其中所述於浆反应器包括内部换热器,其从所述反应器内的反应介质除去热,并且在所述反应器内对反应介质进行搅拌。
9. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,所述氢化催化剂包含(a)基于所述催化剂的总重量计浓度范围在0.001wt%-5.0wt%的氢化金属,其选自Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Ag,Re,Os,Ir,和Pt;和(b)无机载体材料,其选自活性炭,Al2O3,Ga2O3,SiO2,GeO2,SnO,SnO2,TiO2,ZrO2,Sc2O3,Y2O3,碱金属氧化物,碱土金属氧化物,以及它们的混合物、组合、络合物和化合物。
10. 权利要求9的方法,其中所述氢化金属优先分布在所述催化剂的外缘。
11. 权利要求1的方法,其中氢气和苯酚以氢气与苯酚的摩尔比范围1.0-10供入所述氢化反应区。
12. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中,消耗了至少95%的供入所述氢化反应区的氢气。
13. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中获得了包含氢蒸气的氢化反应产物,并且所述方法进一步包括:
(D)将所述氢化反应产物分离成包含氢气的蒸气料流和液体料流;和(E)将至少一部分蒸气料流再循环到所述氢化反应区。
14. 权利要求1的方法,其中在步骤(B)中获得了氢化反应产物,并且所述方法进一步包括:
(F)将至少一部分所述氢化反应产物供料到第一蒸馏塔;和(G)从第一蒸馏塔获得:
第一上部流出物,其包含浓度高于所述氢化反应产物的环己酮;和第一中间流出物,其包含浓度低于所述氢化反应产物的环己酮, 和浓度高于所述氢化反应产物的苯酚。
15. 权利要求14的方法,其中在步骤(G)中,进一步获得以下:
第一下部流出物,其包含浓度高于所述氢化反应产物的环己基苯。
16. 权利要求1的方法,其中所述氢化反应区包括多个串联和/或并联连接的氢化反应器。”。
复审请求人认为:(1)对比文件1并没有任何暗示关于氢化过程可以通过有选择的进料组成、加工条件和氢化反应器这些因素的结合而实现改进的过程热管理。尤其是对比文件1明确教导了“氢化条件不必严格控制”,在这样的教导基础上,本领域技术人员不会有动机去深入选择氢化条件,从而得不到本申请修改后的权利要求的技术方案,本申请修改后的权利要求相对于对比文件1而言是非显而易见的;(2)本发明的发明人发现,管状换热器反应器对于维持液相中的反应物特别有效,提供更好的氢化步骤的热管理,因此本申请权利要求1的技术方案所要解决的技术问题在于,如何提供具有在氢化步骤期间反应器的改进的热管理的生产环己酮的方法。而对比文件1根本不涉及这样的技术问题,再次证明本申请权利要求相对于对比文件1是非显而易见的。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年06月19日依法受理了该复审请求,并将其转送至国家知识产权局原审查部门进行前置审查。
国家知识产权局原审查部门在前置审查意见书中认为:本申请并未记载任何具体的实施例来证明通过怎样具体的技术手段进行反应器热管理,获得优于对比文件1的反应器热管理效果,本领域技术人员仅仅基于本申请的结论性的记载,无法得出本申请相对对比文件1具有改进效果。本申请实际解决的技术问题是提供一种制备环己酮的替代方法。无论是反应器还是具体的反应参数均是本领域技术人员容易在现有技术中选择得到的,因而坚持原驳回决定。
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07 月08 日向复审请求人发出复审通知书,指出:(1)权利要求1与对比文件1的区别在于:权利要求1具体限定了氢化反应器的结构:i)管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内;ii)能够中间冷却的固定床反应器;iii)能够骤冷的固定床反应器;和 iv)於浆反应器,其含有分散于反应介质中的於浆形式的所述氢化催化剂;而对比文件1中没有公开氢化反应器的具体细节。权利要求1中所使用的反应器均为本领域惯用的反应器,同时本申请中并没有记载具体反应器选择的技术效果数据。本领域技术人员根据对比文件1所记载的内容,有能力选择本领域惯用的氢化反应器类型,从而显而易见地获得如权利要求1的技术方案,并能够预料其技术效果,因此权利要求1不具备创造性;(2)权利要求2进一步限定氢化反应的条件,对比文件1公开了与权利要求2范围重叠的反应条件,本领域技术人员能够根据实际情况在对比文件1所公开的范围内进行选择,从而获得如权利要求2的操作条件。在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2同样不具备创造性;(3)权利要求3和4的附加技术特征是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易调整实现的;权利要求5-10的附加技术特征为本领域的惯用手段;权利要求11的附加技术特征被对比文件1所公开,权利要求12的附加技术特征是本领域技术人员通过简单实验即可确定的;权利要求13-15的附加技术特征为本领域的常规操作方法;权利要求16的附加技术特征为本领域的惯用手段;因此在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求3-16同样不具备创造性 。
复审请求人于2019 年08 月08 日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书的修改文本(3页共14项权利要求)。相对于复审通知书所针对的文本,其修改如下:修改权利要求1,限定“其中苯酚的浓度与环己酮的浓度之比为1.0-3.0”;并将反应器限定为管式换热器反应器;删除权利要求7和8;对权利要求重新编号和修改其引用关系。
修改后的新权利要求1如下:
“1. 制备环己酮的方法,所述方法包括:
(A)将氢气和氢化进料供料到氢化反应区,所述氢化进料基于所述氢化进料的总重量计包含:
浓度范围在10wt%-99wt%的苯酚;
浓度范围在0.1wt%-50wt%的环己酮;
浓度范围在0.001wt%-30wt%的环己基苯;
浓度范围在0.001wt%-30wt%的双环己烷;
其中苯酚的浓度与环己酮的浓度之比为1.0-3.0;和
(B)使至少一部分苯酚与至少一部分氢气在所述氢化反应区在氢化催化剂的存在下在氢化反应条件下接触使得至少一部分苯酚转化为环己酮,其中所述氢化反应条件包括范围在140℃-300℃的温度和范围在375kPa-1200kPa的绝对压力,使得在所述氢化反应区中满足以下条件:
(i)至少50%的环己基苯存在于液相;和(ii)至少50%的苯酚存在于液相,
其中在步骤(B)中,所述氢化反应区包括:管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,其中至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内。”
复审请求人认为:①对比文件1中裂解流出物,其包含基本等摩尔量的苯酚和环己酮(即苯酚和环己酮的重量比略小于1.0),被送至氢化。对比文件1还背离了在送至氢化之前分离裂解进料,以使成本最小化(参见对比文件1第0008段)。然而,在本申请中,如第20页第3段至第24页倒数第2段中所述,裂解流出物在送至氢化反应器(例如经由主分馏塔T1)进行分离,以便获得定制的氢化进料,其具有与裂解流出物不同的组成,例如苯酚与环己酮的浓度更高。至少从氢化进料角度来看,本申请的方法能够产生更高的来自苯酚的环己酮的收率。更多的苯酚向环己酮的转化还产生了对热管理的需要;②对比文件1没有提及氢化步骤中特定的反应物的相状态,仅公开了反应在优选的温度和压力下进行。本领域技术人员应当理解,通过在给定范围内的温度和压力的不同组合,反应物可以是液相或气相。淤浆反应器或蒸馏反应器并不一定指出了反应物处于液相,即使通常当使用这些反应器时催化剂处于淤浆/液相中。对比文件1中也没有教导或暗示以使本领域技术人员有动机在液相中进行氢化;在本申请中,本发明人已经发现,与气相反应器相比,液相反应器在热管理方面具有优势。在本申请技术方案中,为了更好的管理热管理,管型换热器用于液相反应,与本领域中通常实践不同。对比文件1完全没有提及,这一点本身就代表相对于对比文件1的预料不到的技术效果,不需要实施例和数据的支持;③对比文件1明确教导了“氢化条件不必严格控制”,在这样的教导基础上,本领域技术人员没有动机去深入选择氢化条件,从而也根本得不到本申请修改后的权利要求的技术方案。此外本发明人发现管型换热器反应器对于使反应物维持在液相中特别有效,并因此提供更好的氢化步骤的热管理。
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
复审请求人在复审阶段提交了权利要求的修改文件(3页共14项权利要求),经审查,该修改符合专利法第33条以及实施细则第61条第1款的规定。因此,本复审决定通知书所针对的文本为:复审请求人于2019年08月08日提交的权利要求第1-14项;于申请日2015年08月14日提交的说明书第1-41页(即第0001-0255段)、说明书附图图1-图9和说明书摘要。
专利法第22条第3款
判断一项权利要求是否具备创造性时,首先应当将权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术进行比较分析,找出二者的区别特征,确定权利要求的技术方案实际解决的技术问题。如果本领域技术人员为解决该技术问题,根据现有技术的教导或启示能够容易地引入上述区别特征,从而获得如权利要求的技术方案,并能够预料其技术效果,则权利要求不具备创造性。
2.1 具体到本案,权利要求1请求保护一种制备环己酮的方法(详见案由部分)。
根据本申请说明书的记载:“从上述基于环己基苯的方法制备比苯酚多的环己酮的一种方案是氢化由裂解混合物获得的含苯酚和环己酮的混合物以将其中含有的至少一部分苯酚转化成环己酮。然而,由于苯酚/环己酮混合物总是含有不可忽略量的可以在氢化步骤中转化成二环己烷的环己基苯,并且由于苯酚/环己酮/环己基苯混合物的氢化还会导致形成环己醇,造成收率损失”(参见本申请说明书第0007段);“已经发现,包含环己酮、苯酚、和环己基苯的混合物的氢化可以在液相中进行并具有令人满意的对环己酮的选择性和对双环己烷的转化率。”(参见本申请说明书第0010段);“供料到反应器R1的氢气的总量,包括新鲜的补充氢气和再循环氢气,和供应到氢化反应区的苯酚的总量,期望地表现出氢气与苯酚R(H2/phol)的摩尔比,其中R1≤R(H2/phol)≤R2,R1和R2可以独立地为:1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,9.5,或10,只要R1
关于氢化反应的热管理,本申请记载如下“在该实例中,从塔T1取出的第一中部流出物107被分成多个料流(示出了两个料流107a和107b),其中之一(107a)被输送到氢化反应器R1(未示出)作为氢化进料,另一个(107b)被输送到与环己酮纯化塔T2流体和热连通的换热器131。在该图中,来自塔T2得到的底部料流125(例如包含环己酮和环己醇的) 被分成三个料流:穿过换热器131并通过料流107b加热的料流135;通过换热器141加热然后再循环到塔T2的料流139;和经由泵147被输送到储罐S9的料流145。料流107b在穿过换热器131后变成较冷的料流133,然后在一个或多个位置再循环到主分馏塔T1,所述位置至少之一位于取出第一中部流出物107的位置之上。图3中所示的热管理方案可以显著改进本公开的总体方法和系统的能量效率”;“图4是示意图,其显示了类似于中图1-3所示的本公开的示例性方法/系统的方法/系统的一部分,但包含管式换热器型氢化反应器。 该图展示了一个实例,其中氢化反应器R1在氢化条件下运行使得反应器R1内反应介质中存在的大部分苯酚和/或环己基苯处于气相。在该实例中,取自主分馏塔T1的第一中部流出物107首先与氢气进料(包括新鲜补充的氢气料流111和再循环氢气料流117b)合并,通过换热器153加热,然后输送到管式换热器型氢化反应器R1,其具有装在管道157内的氢化催化剂。从储罐S11供应的冷却介质159例如冷水的料流穿过换热器/反应器R1的壳,并作为温料流161离开反应器R1,然后输送到储罐S13,从而苯酚氢化反应释放的显著量的热被带走,保持反应器R1内的温度范围在T1℃-T2℃……由于气相的热传递不如液相有效,并且苯酚氢化反应是高度放热的,特别期望的是,在这样的气相氢化反应器中仔细地管理热传递”;“所述氢化反应是高度放热的。与气相反应器相比,液相反应器具有热管理方面的优势。图5中所示的固定床反应器可配置成具有中间冷却能力和/或骤冷功能,从而反应中产生的热可以被带走,以保持反应介质在期望的温度范围。适于液相反应的其它类型的反应器也可以使用”(参见本申请说明书第0177-0181段)。
本申请实施例中仅描述了本申请实施过程,并没有给出任何的效果数据,如最终环己酮收率以及反应系统热管理数据等。
根据如上记载可知,本申请想要解决的技术问题是:提供一种氢化程度可控的环己酮的生产方法。所采用的技术手段:控制氢化反应的条件,如在液相中氢化反应,控制氢气和苯酚的比例,选择适合的催化剂以及氢化反应器。
对比文件1公开了一种氢化来自氧化环己基苯至环己基苯氢过氧化物继之以裂解环己基苯氢过氧化物的裂解产物流,其中公开了如下内容:“来自该裂解反应的流出物包含基本上等摩尔量的苯酚以及环己酮。通过使至少部分裂解流出物与氢气在氢化催化剂存在下接触,以根据反应(II)将流出物之中一些或者所有苯酚转化成为另外的环己酮。……任意适合的氢化催化剂可被用于反应(II),比如,例如,铂或者钯催化剂。同样该氢化条件不必严格控制。它们一般包含温度20℃至约250℃和/或压力约101kPa至约10000kPa,和/或氢气相对于苯酚摩尔比率为约1:1至约100:1。该氢化反应可以在包括固定床、淤浆反应器和/或催化蒸馏塔在内的各种反应器结构中实施。……在一种实施方案中,可以使用活化的钯催化剂。优选该氢化步骤条件包含温度约150℃至约250℃和/或压力约0.8至约8巴(80kPa至于800kPa),和/或氢气相对苯酚摩尔比率为约3.5∶1至约10∶1。……活化后的催化剂可以对环己酮高选择性地进行该氢化,使在产品中环己酮相对环己醇摩尔比是例如85∶15至98∶2(参见对比文件1说明书第0057-0060段)”。
从对比文件1所公开的内容可以看出,对比文件1与本申请氢化反应的原料都来自环己基苯氢过氧化物裂解反应的产物流,虽然对比文件1中没有公开该产物流中除了苯酚和环己酮之外的物质,但在该反应过程中存在环己基苯和双环己烷等副产物是本领域技术人员所公知的,也就是说,对比文件1实际上隐含公开了原料流中同样存在环己基苯和双环己烷。对比文件1公开了裂解反应的流出物中含有基本上等摩尔量的苯酚以及环己酮,即对比文件1中氢化进料中苯酚和环己酮的浓度比例基本上等于1,落入权利要求1的范围内,也就是说,对比文件1所使用的原料与本申请实际上是相同的。此外对比文件1公开的氢化反应的温度和压力都落入权利要求1的范围内,那么对比文件1中反应物在反应器中的状态也应该与权利要求1的状态相同,而且从对比文件1所公开的氢化反应器类型:淤浆反应器和催化蒸馏塔反应器也可以看出,对比文件1所公开的氢化反应同样也可以是在液相中进行的。
基于以上分析,权利要求1与对比文件1的区别在于:权利要求1具体限定了氢化反应器的结构:i)管型换热器反应器,其包含多个管道和包围所述管道的壳,至少一部分所述氢化催化剂位于所述管道内;而对比文件1中没有公开氢化反应器的具体细节。
根据本申请说明书的记载可知,本申请选择氢化反应器的目的在于对反应体系进行热管理,而热管理的目的在于控制氢化反应的温度:“通常,较高的温度有利于生产环己醇,而不是环己酮。因此,特别期望的是,氢化在不高220℃的温度进行。所述氢化反应是高度放热的。与气相反应器相比,液相反应器具有热管理方面的优势(参见本申请说明书第0179-0180段)”。对比文件1已经公开了氢化反应的温度范围为约150℃至约250℃,并且对比文件1也明确公开了提高环己酮的选择性,减少环己醇的产生,本领域技术人员在对比文件1的基础上,自然会想到将氢化反应区的温度维持在对比文件1公开的范围内。而氢化反应属于放热反应是本领域所公知的,通过冷凝系统将反应热移出也是本领域的惯用手段。对比文件1公开了氢化反应器可以选择固定床反应器、淤浆反应器和/或催化蒸馏塔在内的各种反应器结构(参见对比文件1说明书第0059段)。在此基础上,本领域技术人员有动机去选择本领域常用的反应器类型,而管型换热器反应器属于本领域常用的氢化反应器类型;同时本申请中并没有记载具体反应器选择的技术效果数据。综上所述,本领域技术人员根据对比文件1所记载的内容,有能力选择本领域惯用的氢化反应器类型,从而显而易见地获得如权利要求1的技术方案,并能够预料其技术效果,因此权利要求1相对于对比文件1不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2 权利要求2进一步限定氢化反应的条件。对比文件1公开了氢化反应的条件:优选该氢化步骤条件包含温度约150℃至约250℃和/或压力约0.8至约8巴(80kPa至800kPa),与权利要求2所请求保护的范围存在重叠部分,本领域技术人员能够根据实际情况在对比文件1所公开的范围内进行选择,从而获得如权利要求2的操作条件,并能够预期其技术效果。在所引用的权利要求不具备创造性的情况下,权利要求2同样不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3权利要求3进一步限定原料的转化率和产物的选择性。对比文件1公开了“对环己酮高选择性地进行该氢化,使在产品中环己酮相对环己醇摩尔比是例如85∶15至98∶2”,实际已经公开了条件(iii)和(iv);至于原料的转化率(条件(i)和条件(ii)),属于本领域技术人员依据实际的操作需要能够调整并确定的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.4权利要求4进一步限定氢化进料。环己烯酮也是环己基苯氢过氧化物裂解反应中存在的一种副产物,对比文件1已经公开了与本申请相同的原料来源:来自于环己基苯氢过氧化物裂解反应的产物流,也就是说,对比文件1的原料与本申请的原料是相同的,其中都含有环己烯酮,其含量也是本领域技术人员可以确定的。而环己烯酮通过氢化能够得到环己酮是本领域所公知的,自然本领域技术人员也容易想到尽可能多的将其氢化转化成产物环己酮,因此其转化率也是本领域技术人员通过调整氢化条件能够实现的。综上,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.5 权利要求5进一步限定氢化反应区为管型换热其反应器。正如权利要求1评述中所述那样,管型换热器反应器是本领域常用的氢化反应器类型,同时本申请中并没有记载具体反应器选择的技术效果数据,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6进一步限定权利要求5中步骤(B2)的冷却介质。将反应原料作为冷却介质使用属于本领域的惯用手段,并且本申请中并没有记载该附加技术特征的技术效果数据,因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.7权利要求7和8进一步限定催化剂。苯酚加氢制备环己酮属于本领域所熟知的反应,其所使用的催化剂也是本领域所熟知的,对比文件1中公开了活化的钯催化剂作为氢化反应催化剂以及现有技术中记载的氢化催化剂。在对比文件1基础上,本领域技术人员有动机去选择本领域中惯用的氢化催化剂,至于催化剂的载体和活性金属含量的选择以及氢化金属在载体上分布都是本领域技术人员依据本领域的普通技术知识和常规的实验手段容易选择的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要7和8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.8权利要求9和10进一步限定物料比及氢气的消耗率,对比文件1公开了氢气相对苯酚摩尔比率为约3.5∶1至约10∶1,落入权利要求9的保护范围内;此外,本领域技术人员通过简单的实验即可确定氢气的消耗情况。因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求9和10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.9 权利要求11-13进一步限定氢化反应后产物的后处理分离。对氢化产物物流进行蒸馏分离进而获得目标产物以及未反应的物流,并对未反应的原料进行循环操作,均属于本领域的常规操作。根据加氢产物料流的特点,通过蒸馏切割分离得到的具体蒸馏过程中的各种流出物及其组成也是本领域技术人员容易确定的。因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求11-13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.10权利要求14进一步限定多个反应器串联或并联。在工业中,通过并联或是串联多个反应器来增加生产效率和扩大生产规模属于本领域的惯用手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性基础上,权利要求14也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人在复审阶段陈述了本申请具有创造性的理由(详见案由部分),对此,合议组认为:①对比文件1中公开了基本等摩尔量的苯酚和环己酮,其与权利要求1的端点苯酚与环己酮浓度比为1.0基本一致,可以认为落入权利要求1的范围内;其次对比文件1中明确公开了如下内容:“虽然经历该氢化步骤的裂解流出物部分可以是从未经处理的流出物分离出来的基本上纯的苯酚馏分,给定此分离的成本,但是该过程还可以被用于流出物部分,该流出物苯酚包含在裂解步骤中产生的一些或者所有的环己酮”(参见对比文件1说明书第0008段),由此可见,对比文件1给出了通过分离手段调整氢化进料中苯酚和环己酮比例的技术启示,并且从对比文件1的描述可以看出,这种调整的方向都是提高苯酚的含量的;最后,本申请以及对比文件1均涉及环己酮的生产,而苯酚作为生产环己酮的原料。对本领域技术人员而言,提高进料中反应原料的比例自然有利于最终产物的收率;②本申请实施例中并没有记载任何实验数据来证明本申请反应器热管理的技术效果。对比文件1与本申请采用了相同的原料,对比文件1公开了反应器运作的环境:温度和压力的选择范围,该范围落入了本申请权利要求1请求保护的范围内。并且对比文件1也明确公开了控制反应条件来提高环己酮的选择性,减少环己醇的产生,与本申请的发明目的一致。反应器中反应物的相状态取决于温度和压力,因此本领域技术人员有理由相信在相同的反应温度和压力的情况下,对比文件1中反应物在反应器中的状态也应该与权利要求1的状态相同:也可以处于液相状态。另外从对比文件1中所列举的反应器类型也可以推断出对比文件1同样在液相中进行氢化反应(详见权利要求1的评述部分);复审请求人强调本申请采用了管型换热器作为反应器是预料不到的,但实际上对比文件1中公开了反应器的选择:固定床反应器、淤浆反应器和/或催化蒸馏塔在内的各种反应器结构(参见对比文件1说明书第0059段),在对比文件1的启示下,本领域技术人员有能力在本领域常用的反应器中进行选择,而管式换热器反应器为本领域所惯用的反应器种类,本领域技术人员无需付出创造性劳动即可将管式换热器反应器运用到对比文件1中。本申请实施例并没有记载任何证明本申请反应器热管理的技术效果,本领域技术人员仅仅基于本申请的结论性的记载,无法得出本申请相对对比文件1具有改进效果。
综上所述,合议组对于复审请求人的主张不予支持。权利要求1-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
基于上述事实和理由,合议组做出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年03月05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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