分子篩行業下游應用結構分析(附報告目錄)
1、分子篩行業概述
按中國證監會發布的《上市公司行業分類指引》(2012年修訂),分子篩產品所處行業屬于C26 化學原料和化學制品制造業。
分子篩產品屬于一種無機非金屬材料,廣泛應用于氣體分離與凈化、富氧燃燒、催化脫硝、核廢水處理、鹽堿地土壤治理和重金屬污染土壤修復等領域,是一種能夠實現節能減排、環境治理與生態修復作用的材料,按《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》、《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020)》、《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》、《新材料產業發展指南》、《國家重點支持的高新技術領域》和《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》(2011年度)等國家政策文件,分子篩行業可歸類為新材料領域的先進無機非金屬材料行業。
相關報告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年中國分子篩行業需求前景預測報告》
分子篩是一種具有規則、有序、均勻孔道結構的無機非金屬材料。其晶體結構中有規整而均勻的孔道,孔徑大小為分子數量級,允許直徑比孔徑小的分子進入,因此能將混合物中的分子按照直徑大小加以篩分,故稱分子篩,具有吸附、催化、離子交換三大功能。由于分子篩具有吸附能力高、熱穩定性好等特點,使得分子篩得到廣泛應用。
分子篩的結構特性決定了其具有優良的吸附性能、離子交換性能以及催化性能,具體表現在:
(1)吸附性能:由于分子篩的孔徑均一,只有當分子動力學直徑小于分子篩孔徑時才能進入孔道內部而被吸附,所以分子篩對于氣體和液體的分離猶如篩子一樣,可根據分子大小來決定是否被吸附。分子篩的吸附是一種物理變化過程,不發生化學變化,吸附飽和后,只要將濃聚在分子篩內表面小分子移除,分子篩可以恢復吸附能力,這一過程是吸附的逆過程,稱為解吸或再生。分子篩在壽命期內可以重復使用,不影響吸附性能,因此發行人的分子篩是有使用壽命的工業耗材。
(2)離子交換性能:離子交換主要是指分子篩孔道中平衡骨架負電荷的陽離子和環境中的陽離子交換,分子篩的離子交換一般在水溶液中進行,分子篩可以實現對特定陽離子的選擇性吸附,從而應用于核廢水中放射性陽離子的高效去除。通過離子交換,還可以改變分子篩孔徑的大小,調變分子篩內部的電場分布,進而調變分子篩的性能。
(3)催化性能:分子篩具有獨特而均一的孔道結構,較大的比表面積,較強的酸中心和氧化-還原活性中心,孔道內有能起極化作用的強大庫侖場,因此分子篩是性能優異的催化劑和催化劑載體。
由于分子篩具有優異的吸附性能、離子交換性能和催化性能,被廣泛用作吸附材料、離子交換材料以及催化材料,其中:吸附材料主要用于工業與環境領域各種氣體的分離、凈化與干燥,如天然氣、石油裂解氣等化工原料的脫水干燥、節能型建筑中空玻璃干燥劑、脫二氧化碳和脫硫、正異構烷烴的分離、二甲苯異構體的分離、烯烴分離、氧氮分離、制冷劑干燥等;離子交換材料主要應用于洗滌助劑、放射性廢料與廢液的處理;催化材料主要應用于石油煉制與加工、石油化工、煤化工與精細化工領域中大量工業催化過程。
2、我國分子篩吸附劑領域市場競爭激烈
長期以來,國際分子篩廠商憑借在分子篩研發、生產和應用領先技術以及資金優勢,通過兼并重組,逐漸形成了對分子篩行業的寡頭壟斷,主導著全球分子篩的市場,攫取高額利潤。
我國分子篩行業起步較晚,一直扮演追趕者角色。20世紀50、60年代,我國開始了分子篩研究,合成了A型、X型、Y型等分子篩,開始進行工業生產,隨后我國陸續在上海、大連、河南等地建廠,主要用于生產分子篩吸附劑和脫水脫氧用分子篩。20世紀80年代,金陵石化、吉林大學、中科院大連化學物理研究所等單位開始研發和工業化生產分子篩催化劑。
在國內分子篩催化劑領域,石油化工和煤化工是分子篩催化劑的主要應用領域。目前,中石油、中石化等大型央企完全主導和壟斷了石油化工領域的催化劑市場,該領域分子篩催化劑的研發和生產都集中在這些大型央企,只有極少數民營企業能夠涉足該領域的分子篩催化劑的研發生產,導致石油化工領域的分子篩催化劑市場較為封閉。
在國內分子篩吸附劑領域,市場國際化程度高,市場競爭激烈。大部分企業系民營企業且規模較小,年產萬噸級以上的成型分子篩企業較少。隨著環保政策的嚴厲執行,部分分子篩原粉企業因為環保壓力加大、生產成本上升等因素逐漸退出市場。國內低端成型分子篩市場充分競爭;中高端成型分子篩市場,國際大型分子篩企業憑借品牌和技術優勢仍然具有很強的競爭力。面對國際大型分子篩企業的競爭,國內成型分子篩企業需要擁有良好的技術創新能力和較大的生產規模來應對。
3、下游應用市場需求結構分析
2018年,全球分子篩市場容量為14.97億美元,到2023年,市場容量將增長到20.10億美元,復合增長率達到6.08%。
分子篩吸附劑在空氣分離、煉油、石化等下游領域需求結構分析:
資料來源:普華有策市場研究中心
2016年至2018年,全球分子篩吸附劑消費量復合增長率為5.01%,預計2018年至2025年,全球分子篩吸附劑消費量復合增長率達5.52%。全球分子篩吸附劑的消費數量和市場容量呈穩步增長趨勢。
4、下游應用領域發展現狀及趨勢
在工業制氧和干燥領域:近年來,分子篩吸附劑行業在工業制氧和干燥領域的技術發展主要在水熱合成的主流技術路線基礎上進行技術創新和工藝優化,不斷推出更高效節能、生產成本更低的產品來保持市場競爭力。
在醫療保健制氧方面:隨著分子篩吸附性能的提升,制氧設備開始朝小型化方向發展。分子篩變壓吸附制氧法因占地面積小,制氧效率高,開始在醫院供氧系統得到應用,未來將向中小醫院進一步普及。分子篩式制氧機因制氧濃度高、使用方便、攜帶安全等特點開始成為家用制氧機的重要品種。未來,隨著人民日益關注身體健康,分子篩制氧機作為醫療保健用氧的關鍵設備將廣泛應用于高原和家用制氧人群。
在制氫方面:近年來,制氫分子篩除用于氫氣提純外,還在尾氣回收上得到應用,幫助設備使用單位實現節能減排目標。在發行人的JLPH5分子篩應用于中國石化青島石油化工有限公司7萬噸/年聚丙烯裝置前,該裝置產生的聚丙烯尾氣直接燃燒排放,造成了每年數百噸丙烯的浪費,且污染了大氣環境。
在能源化工方面:二甲醚羰基化后加氫生成乙醇技術路線是一條環境友好型新技術路線。近年來,有關科研院校和分子篩企業正在研究分子篩產品在二甲醚羰基化反應中的應用,開發出催化活性和乙酸甲酯選擇性更高、沒有誘導期的新型煤制乙醇分子篩催化劑;煤制丙烯吸附劑目前存在主要問題是吸附量低、易粉化,行業內的有關科研機構和企業正在對煤制丙烯分子篩吸附劑的粉體合成、成型和焙燒工藝技術進行改進,提高分子篩吸附劑的吸附量和機械強度,降低磨耗率。
在環境治理方面:近年,北京科技大學劉應書教授在邯鄲鋼鐵100萬Nm3/h煙道氣脫硝示范工程中研究利用分子篩吸附劑吸附脫除煙道燒結氣中的氮氧化物。若該示范工程實施成功,鋼廠可以將分子篩吸附分離的NO、NO2、SO2等氣體對外出售實現脫硝的成本收益平衡。
在環境修復方面:近年來,部分科研機構開始嘗試運用分子篩對鹽堿地進行修復改良,取得了良好的修復效果。未來,利用分子篩治理鹽堿地的方法將會在更大范圍實驗推廣。
在特種分子篩方面:近年來,行業內企業正在開發特種氣體凈化用(如特殊氣氛中痕量成分比如氧、氮的極深度去除)的專用分子篩、高級揚聲器專用降頻專用分子篩、高效吸音分子篩、香煙內的香精香味離子交換與吸附分子篩等新興和特殊需求領域所需的專用分子篩吸附劑產品,進一步拓寬分子篩吸附劑的應用領域。