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1、分子筛行业简介:分子筛是一类无机非金属多孔晶体材料,具有大的比表面积、规整的孔道结构以及可调控的功能基元,能有效分离和选择性活化直径尺寸不同的分子、极性不同的分子、沸点不同的分子及饱和程度不同的有机烃类分子,具有“筛分分子”和“择形催化”的作用。
按工业上的用途可以划分为催化剂分子筛、吸附分离(多组分气体分离与净化)分子筛以及离子交换分子筛,广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工、冶金、建材、环境保护(包括核废水、核废气处理)、土壤修复与治理等领域,具体分类情况如下:
2、主要技术门槛及壁垒:分子筛的生产过程中所需合成技术水平要求较高,产品研发至实际量产的周期较长,在产品工艺技术、生产管理、质量控制、后期污废处理等环节存在较高的技术壁垒。企业生产技术工艺的先进性决定了产品收成率、质量的稳定性、单位产品的原料消耗、能耗,同时也直接决定着企业的竞争力与盈利能力。
(1)生产技术及产品质量控制:分子筛系列新材料产品的生产需要将计量好的硅源、铝源、碱源、模板导向剂、水等原料加入到成胶罐中打浆均匀后,转入晶化釜中加热到工艺规定温度进行反应,反应后转入中间罐,再通过带机进行过滤洗涤,将分子筛和交换液进行交换后,再通过带机进行过滤洗涤,洗涤后进行干燥、焙烧,包装得到成品,或者先进行活化,然后进行干燥、焙烧,包装得到成品。每道工序的关键控制参数、关键设备的选型都影响着最终产品收率及产品质量,因此对工艺技术要求较高,需要充分了解反应机理才能有效的控制。
(2)安全控制技术:分子筛系列新材料产品生产使用的部分原材料是危险化学品,危险化学品使用对设备、厂房防火防爆等要求较高,危险化学品如何做好安全使用,要有一套健全规范的安全管理制度及体系,生产技术人员需掌握比较丰富的物理、化学、消防等综合专业知识,更要有有效可靠的安全生产工艺及控制技术。
(3)环保处理技术:分子筛系列新材料产品生产过程中会产生废水、废气及固废,化工生产由于每个行业的生产原料不同,产生的污染物也不同,需要对生产中的污染物用专业的处理技术进行有效治理,从而达到安全排放要求。
综上所述,从事分子筛系列新材料产品的研发、生产,不仅需要大量的资金投入,全面的专业技术知识和丰富的化工产品生产经验也不可或缺。对新进入者而言,存在较高的技术门槛及壁垒。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国分子筛行业市场调查及“十四五”投资战略预测报告》
3、行业发展趋势:
(1)技术发展趋势:在分子筛合成方面,新结构分子筛的合成原理目前仍然难以攻克,找到合成过程中的影响因素与合成分子筛结构之间的联系较为困难。为了合成出具有更大孔径的新结构分子筛,采用大尺寸的双季铵碱作为模板剂仍然是主要突破口,发展潜力较大。
另外,目前大多数沸石分子筛是在使用有机模板存在的条件下合成的,在生产过程中会有废水排放等问题,且有机模板剂价格昂贵,导致沸石晶体催化材料的合成成本增加,在通过焙烧除去有机模板剂,最终得到具有开放孔道的沸石晶体时,还增加了氮氧化物和CO2等废气的排放。上述问题亟待通过技术革新彻底有效解决,使分子筛合成工艺向绿色环保方向不断发展。
在分子筛材料方面的研究已经成为多学科包括化学、材料学、物理学、生物学等高度交叉的热点方向和领域,且分子筛的研究领域不再局限于石油化工的催化裂化、酸碱催化和小分子的分离,现出了向能源、材料、信息、环境等高新技术领域渗透和发展的趋势。分子筛材料的应用已由吸附、分离、催化、离子交换等传统领域向生物医药、环境保护和治理、能量存储等高新技术领域拓展,成为值得人们期待的先进材料。
(2)分子筛行业发展趋势及国家节能环保、清洁能源战略等政策变化可能引发的行业格局变动情况:
①石油化工催化分子筛行业:中金企信研究资料显示:石油化工催化分子筛大类下产品的需求与炼油催化剂行业的发展紧密相连。2017-2020年,全球炼油催化剂需求量以年均3.6%的速度递增,2020年,该类催化剂需求消费金额将达到47亿美元。随着亚太地区人口迅速增长,对烯烃等基础化工产品的需求将持续上升,对相关催化剂的采购量也将扩大。未来,随着包括美国致密油在内的全球非常规原油加工量的增加,要求炼油催化剂具有更强的容金属能力,以及具备多产丙烯、丁烯等化工产品能力。目前巴斯夫、美国格瑞斯公司已经开始研发多产丁烯助剂用于流化催化裂化催化剂。公司已经具备生产基于ZSM-5择型分子筛的多产丙烯催化助剂的能力,未来也将持续关注炼油催化剂行业发展趋势,加快现有产品改进和新产品开发,持续保持行业内竞争力。
根据《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》,炼油行业需加快工艺技术改造,提高油品标准。自2019年1月1日起,全国全面供应符合国六标准的车用汽柴油,停止销售低于国六标准的汽柴油,预计未来能提升油品质量的加氢催化剂需求量将持续增长。公司高硅铝比ZSM-5,Y型分子筛中ReY系列分子筛、BETA分子筛中BT-40、BT-150分子筛等产品用于加氢裂化、异构化催化剂效果良好,未来可能会受益于相关催化剂需求的增长。
2018年7月,国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,要求加速推进清洁能源的开发和利用。能源转型具有长期性,BP世界能源展望认为,到2040年,煤炭行业将不断走低,份额被天然气、可再生能源以及核能占据,石油在能源品种中占比将保持稳定,预计短期不会对炼油催化剂行业造成较大冲击。
②环保催化分子筛行业:分子筛具有良好的吸附性能、离子交换性能以及催化性能,在空气净化、烟气脱硫、脱硝等领域具有良好的效果。随着国家节能环保政策的大力推行,钢铁冶金行业、煤炭化工行业、火电核电行业等高耗能行业面临前所未有的节能减排压力,纷纷加大节能减排设备的投入,为分子筛企业带来良好的发展机遇。
为打赢蓝天保卫战,国务院要求重点区域、珠三角地区、成渝地区提前实施国六排放标准。提前实施国六标准创造了尾气处理系统升级的巨大需求,预计未来用于柴油车尾气治理的分子筛产品需求将出现爆发性增长。
③煤化工催化分子筛行业:随着国家节能环保、清洁能源战略的实施和推进,煤炭在我国能源占比预计将持续走低。《煤炭工业发展“十三五”规划》指出,将推进煤炭深加工产业示范,作为煤炭清洁高效利用四项重点措施之一。包括改造提升传统煤化工产业;在水资源有保障、生态环境可承受的地区,开展煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品、煤炭和石油综合利用等五类模式以及通用技术装备的升级示范。