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中触媒研究报告国内分子筛龙头,多领域布局

发布时间:2022/11/5 19:26:47   
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(报告出品方/作者:西南证券,程磊)

1国内分子筛行业龙头,研发投入与充分储备助力产品版图扩充

1.1公司发展与股权结构

公司前身大连多相触媒有限公司于年成立;年,公司同德国巴斯夫公司开始进行接触,同年正式更名为中触媒新材料股份有限公司。年2月16日,公司在上海证券交易所科创板上市。公司主要从事特种分子筛及催化新材料产品的研发、生产、销售及化工技术、化工工艺服务,自公司成立以来,陆续推出了多种具备自主知识产权的产品。年推出烯烃异构化催化剂、年推出己内酰胺催化剂、年推出环氧丙烷催化剂、年推出移动源脱硝分子筛、吸附分离分子筛等。除现有产品外,公司还投入大量研发力量,积极布局了固定源脱硝分子筛、光触媒VOCs净化催化剂、乙二醇催化剂等新型催化材料,并形成了充足的技术储备。

股权结构:李进先生和刘颐静女士二人为夫妻关系,分别直接持有中触媒集团36.08%/22.44%的股份,中触媒集团持有公司26.12%的股份,故李进与刘颐静各自间接持有公司9.42%/5.86%的股份;考虑二人6.52%/2.96%的直接持股,李进与刘颐静各自直间接持股比例为15.94%/8.82%,两人为公司的共同实际控制人。李进先生曾于中石化上海石油化工研究院、中科院大连化学物理研究所工作,目前担任集团与公司董事长、总经理职务,刘颐静女士现任集团董事,前期从事国际贸易相关工作。除其他自然人股东外,大连中赢投资管理中心是公司的员工持股平台公司,持股2.49%。公司拥有1家全资子公司中海亚和1家参股公司中催技术,前者主营业务是环保型催化剂的生产、研发与销售,后者主营业务是化工产品的销售。

公司主营业务产品为特种分子筛及催化剂系列、非分子筛催化剂系列与技术服务收入,其中特种分子筛及催化剂系列为公司核心产品。分子筛催化剂是指以分子筛作为主要活性组份或主要载体的催化剂,又称沸石催化剂。分子筛催化剂作为固体催化剂,是环境友好型的新型催化材料,广泛应用于环保、化工等领域。目前公司主要产品主要包括移动源脱硝分子筛、钛硅分子筛催化剂、石油裂化分子筛、烯烃异构化催化剂、吡啶合成催化剂及其他分子筛产品。

1.2募投项目具体情况

公司本次IPO募集资金7.84亿元,其中4.28亿元用于环保新材料及中间体项目,规划建设时长为16个月。项目将建设分子筛及催化剂产品、分子筛模板剂配套产品以及研发中试平台,生产包括固定源脱硝分子筛、光触媒VOCs净化催化剂、乙二醇催化剂等多种环保型新材料分子筛及催化剂产品。另外3.56亿元用于特种分子筛、环保催化剂、汽车尾气净化催化剂产业化项目,由全资子公司中海亚实施,项目规划建设周期为12个月,拟建设特种分子筛、环保型催化剂及汽车尾气净化催化剂生产线。

1.3公司财务分析

1.3.-年公司收入/归母CAGR分别为49%/%-年公司营业收入复合增长率达49%,年,公司实现营业收入3.3亿元,同比+96.9%,归母净利润万元,同比+.1%,当年特种分子筛及催化剂收入为3.1亿元,同比+.5%,其中移动源脱销分子筛收入1.6亿元,同比+.9%。移动源脱销分子筛销售额增长来自于数量增加,该业务销量同比+.2%,移动源脱硝分子筛作为脱硝催化剂材料应用于机动车尾气净化处理,年7月1号起我国部分地区提前实施国六排放标准,另外从年下半年开始公司移动源脱硝分子筛打开了包括日本、韩国、印度、泰国等亚太地区以及波兰等欧盟市场的销售,国内外需求增长带来产品销量爆发。但由于公司与客户签署采购协议时约定了市场化定价方式,当采购数量阶梯式增长时将予以相应的价格优惠,故单价同比下滑13.0%。

年营业收入4.1亿元,同比+21.9%,归母净利润为万元,同比+71.8%,增速有所放缓。公司营收的主要来源移动源脱销分子筛在收入同比+63.6%的基础上,毛利率自31%提升至44.7%,增长13.7个百分点,产品结构的优化使得公司利润增长率高于收入。年公司收入5.6亿元,同比+38.2%,归母净利润1.34亿元,同比+45.6%,年内公司特种分子筛及催化剂销量同比+44.2%,非分子筛催化剂销量同比+8.9%。年Q1公司收入1.8亿元,同比+1.9%,归母净利润万元,同比-17.0%。

公司业务收入和毛利主要来自于特种分子筛及催化剂系列,年至今该板块占比维持在94%及以上,特种分子筛及催化剂又细分为移动源脱硝分子筛、钛硅分子筛催化剂、石油裂化分子筛、烯烃异构化催化剂、吡啶合成催化剂、其他分子筛产品六大产品,移动源脱销分子筛的收入/毛利占比自年的10%以下逐渐上升到年H1的71.4%/78.5%,硅钛分子筛位列其次,年该板块收入/毛利分别为万元/万元,占比为42.9%/53.9%,硅钛分子筛分为己内酰胺/环氧丙烷催化剂两类,公司积极开拓下游环氧丙烷市场,但推广初期产品降价较多,年H1该板块收入/毛利分别为/万元,占比为11.14%/8.83%。

-年公司销售毛利率和净利率呈现增长趋势,年公司销售毛利率/净利率分别为45.2%/23.8%,同比增长1.1/1.2个百分点,特种分子筛及催化剂板块毛利率同比增加2.1个百分点。年Q1销售毛利率/净利率分别为42.7%/18.7%,出现一定程度下滑。(报告来源:未来智库)

1.3.2公司各项业务数据分析

-年公司产销率总体趋势波动上升,但年出现一定下滑,特种分子筛及催化剂板块产销率76.12%,同比下降了23个百分点,非分子筛催化剂产销率99.11%,同比下降了4.7个百分点,两个原因导致其下降:首先,根据公司与巴斯夫的长期采购协议,公司为巴斯夫提供的脱硝分子筛需要提前预备两个月以上的供货量,因巴斯夫年预计采购数量大幅提升,使得预备供货量增加,以致产销率有所降低;其次,截至年末,公司有部分产品已经发出,但尚未确认收入。该部分发出商品数量较年大幅增加,导致产销率有所降低。年特种分子筛及催化剂板块产销率.03%,同比增加了24.9个百分点,非分子筛催化剂产销率.65%,同比增加了5.5个百分点。

年,特种分子筛及催化剂板块单价16.1万元/吨,同比+23.8%,年内原材料二氧化硅/碳酸金刚烷胺/四乙基氢氧化铵/四丙基氢氧化铵价格分别+16.18%/18.81%/+20.48%/+8.16%;年板块单价17.22万元/吨,同比+7.29%,年内原材料电解铜/碳酸二甲酯价格分别+3.57%/+13.1%,年板块单价16.1万元/吨,同比-10.45%。

特种分子筛及催化剂板块各产品中,吡啶合成催化剂毛利率保持在70%以上,钛硅分子筛催化剂与烯烃异构化催化剂次之,年二者毛利率分别为58.2%/43.4%,移动源脱硝分子筛作为收入与毛利的主要来源,其毛利率从年的22.4%上升至年的44.7%,主要原因是年后生产连续性增强,原材料耗用/分摊费用等大幅下降带来单位成本下降。

1.3.3研发投入与人才团队为公司长期发展提供助力

-年Q1,公司总体费用率由32.37%降低至19.47%,其中管理费用率稳步下降,由14.48%降至6.97%;公司已立项研发项目主要围绕环保催化剂/分子筛催化剂/光触媒的合成及应用项目、催化剂载体合成项目等关键技术开展,研发费用率保持较高水平,年公司研发费用率为6.6%,其绝对值为万元,年Q1公司研发费用为万元,费用率为5.8%。

公司拥有强大的科研团队与完善的研发设备,并同多家科研院所建立了全方面的合作模式。公司拥有设施完善、技术领先的研发中心和中试平台,建立了特种分子筛基础研究、工艺和活性组分开发、专业工艺包和催化剂应用的阶梯式研发体系。研发团队以多位博士及技术专家为核心,数十位具有硕士及中级以上技术职称的专业技术人员为研发中坚力量,多数研发人员具有多年特种分子筛材料和催化剂研发经验。公司研发人员总数由年的人增加至年的人,学历结构也有所改善,本科以上学历的研发人员从35人上升至59人。为进一步壮大科技研发人才队伍,公司始终注重人才的引进和培养。随着公司的快速发展,研发团队将不断壮大。

公司技术储备丰富,重视产品的技术升级与更新迭代,在研项目较多。除公司已形成销售收入的产品外,公司其他产品的技术储备还包括甲醇制烯烃(MTO)催化剂、甲醇制丙烯(MTP)催化剂、乙二醇催化剂、铂钯双氧水催化剂等,主要应用于环保行业、能源化工及精细化工行业。对已形成销售的生产项目,公司仍持续进行研发投入,以改善产品质量并降低生产成本,主要项目包括脱硝分子筛系列产品研发项目、钛硅分子筛系列产品研发项目等,并积极拓展分子筛在其他领域的运用,如吸附分离、空气净化等方面,并已经取得了部分研发成果。

1.3.4巴斯夫集团为公司第一大客户

巴斯夫集团为公司第一大客户。年至年,公司前五大客户销售额占当期营业收入的比例从67.76%上升至87.40%,巴斯夫集团为公司移动源脱硝分子筛产品的第一大客户,公司与巴斯夫建立了长期稳定的合作关系,为巴斯夫亚洲区域移动源脱硝分子筛的独家供应商。公司来源于巴斯夫的销售收入从年的.16万元上升至年的.10万元。占公司营业收入比例从19.19%上升至71.00%。

年公司收入5.53亿元,其中境内销售额2.42亿元,占比56.32%,境外销售额3.11亿元,占比43.68%,公司销售均为直销,特种分子筛及催化剂销售占比达到95%以上。

2化学工业的“芯片”,年全球分子筛催化剂市场规模预计达到20.1亿美元

2.1催化剂定义

催化剂是指在化学反应中能够加快或减慢反应速率,且本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质,又称触媒。催化剂改变反应速率的功能使其成为工业反应中不可缺少的一部分,据统计,约有90%以上的工业过程涉及催化剂的使用,包括化工、石化、生化、环保等多个领域。催化剂是石油化工行业的核心技术,被称为化学工业的“芯片”,其生产技术含量、产品附加值均比较高,是决定石油化工生产装置技术水平和经济效益的重要部分。(报告来源:未来智库)

催化剂一般由三类组分构成,分别是承担主要催化作用的活性组分、承载活性组分的载体以及提高催化性能的助催化剂。催化剂种类繁多,分类标准不一,按照催化剂物质状态划分,可以分为液体催化剂与固体催化剂;按照反应体系的相态不同,可分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂,多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米催化剂等。

全球催化剂市场空间广阔,总规模超亿美元。据IHSMarkit测算,年全球石化催化剂市场规模为55.64亿美元,化学合成催化剂市场规模为.60亿美元,尾气处理催化剂市场规模为.37亿美元,其中移动源催化剂市场规模美元,固定源催化剂市场规模12.37亿美元。国内催化剂市场供应格局以外企为主,庄信万丰和巴斯夫分别以28%和27%的市场份额占据国内催化剂市场的主导地位。

我国化工催化剂消费量CAGR达9.3%,但仍依赖进口。据前瞻产业研究院数据,年我国化工催化剂消费量为17.4万吨,到年增长至42.3万吨,年复合增速达9.3%。但我国催化剂产业依赖进口,据海关数据显示,近年来我国催化剂行业进出口金额差距较大,贸易逆差居高不下,年进出口金额分别为29亿美元和8.7亿美元,贸易逆差为20.3亿美元。短期来看,我国催化剂行业面临的贸易逆差局面难以扭转。

2.2分子筛催化剂可用于环保、能源化工及精细化工多行业

分子筛是一类具有规则而均匀孔道结构的无机晶体材料,又称沸石。分子筛具有较大大的比表面积以及可调控的功能基元,能有效分离和选择活化尺寸不同、极性不同、沸点不同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,作为催化材料、吸附分离材料以及离子交换材料在石油化工、煤化工、精细化工、环境保护、土壤修复与治理等领域有着广泛的应用。

分子筛催化剂是指以分子筛作为主要活性组份或主要载体的催化剂,其作为固体催化剂,易于回收处理,且无毒无味、无腐蚀性,是环境友好型的新型催化材料。特种分子筛以特定晶型为基础,通过载体支撑微观分子级别的孔道结构,并对活性组分和助催化剂进行选择性担载。不同晶型的分子筛载体对不同活性组分及助催化剂有担载选择性,根据不同分子筛的特性,能够进一步加工生产成为不同用途的催化剂;即使同一种晶型的分子筛,也能够进行不同改性处理适用于不同的催化反应过程。

分子筛催化剂的种类多样,应用领域也各不相同。常见的产品种类有CHA结构分子筛、钛硅分子筛、ZSM-35分子筛、ZSM-5分子筛、Y分子筛、β分子筛等,主要用于环保行业、能源化工及精细化工行业。

全球分子筛市场规模稳步增长,中国是全球分子筛催化剂第二大消费市场,仅次于北美。据Technavio测算,年全球分子筛催化剂市场容量约15.78亿美元,预计到年将增长到20.10亿美元,CAGR达6.24%。根据IHSMarkit测算,年全球分子筛催化剂消费量为34.1万吨,其中北美和中国的消费量分别为12.4万吨和10.2万吨,中国成为全球仅次于北美的第二大消费市场。

全球分子筛产量格局分散,以国外企业为主。其中,美国霍尼韦尔(UOP)公司占比最大,为23.38%,其次是法国阿科玛(CECA)公司(13.41%)和美国Zeochem公司(7.11%),此外,国内企业建龙微纳、上海恒业、大连海鑫、齐鲁华信四家公司贡献的产量占比为14.74%。

3移动源脱硝分子筛是公司收入主要来源,固定源产品已完成研发与中试工作

3.1国六政策带来移动源脱硝分子筛广阔空间

3.1.1重型柴油车为氮氧化物排放主要来源,国六标准带来后处理技术路线更迭

近年来,我国机动车保有量不断攀升。年,我国机动车保有量为3.72亿辆,同比+6.90%,其中汽车保有量2.81亿辆,同比+8.08%,占机动车总量的比例为75.5%,较去年上升0.8个百分点。

年,全国机动车氮氧化物排放总量为.3万吨,其中汽车的氮氧化物排放量为.7万吨,占比98.0%。按汽车种类划分,重型货车的氮氧化物排放量占比75.4%,居于主要地位,其次是大型客车,占比为11%。

按燃料类型划分,柴油车在汽车氮氧化物排放总量中占比88.9%,其中又以重型柴油车为主,占比达到89.3%,故重型柴油车在氮氧化物排放总量中占比为79.4%,国四及以下排放标准的柴油车氮氧化物排放占比合计63.8%。因此,柴油车尤其是重型柴油车为氮氧化物排放的主要排放源,也是控制氮氧化物排放的主要目标。

年至今,为了控制汽车尾气污染物的排放、降低汽车尾气对环境的污染,我国按照欧盟的汽车排放标准体系相继制定了一系列中国的排放法规,完成了从国一到国五的跨越。目前已实施的国六标准是根据国五标准实施情况和国内机动车实际情况进行的一次自主创新,也是目前全球最严格的汽车排放法规之一。在车型上,轻型车和重型车适用的国六标准各不相同,轻型车国六标准发布于年12月,重型车国六标准发布于年6月,轻重型车国六标准于年7月开始全面实施。

我国国六标准是目前全球最严格的汽车排放标准之一。在世界范围内,国际汽车排放法规主要形成了欧洲、美国和日本三大体系,中国的汽车排放标准在框架结构上延续了欧洲标准体系,同时又引入了美国标准中蒸发排放、燃油排放和车载诊断系统监管的先进经验。

对比国际上主流的排放标准,一方面,国六标准比欧六更严格,欧六标准于年开始分阶段实施,该标准规定氮氧化物的排放限值为60mg/km,与国六a阶段的氮氧化物排放标准一致,高于国六b阶段35mg/km的排放标准;另一方面,国六标准比美国排放标准宽松,美国目前的汽车排放标准为-年分阶段实施的EPATier3排放标准,该标准规定氮氧化物的排放限值约为12.4mg/km,相比我国国六b标准下的35mg/km降低65%。对比国内此前实施的国五标准,轻型汽车国六b标准下的氮氧化物限值为60mg/km,比国五标准减少了42%,重型汽车国六标准下的氮氧化物限值为mg/kWh,比国五标准减少了77%。

3.1.2国六技术路线均需配置SCR脱硝分子筛,国内市场规模约为1.1万吨

国六阶段技术路线主要分EGR(废气再循环)和非EGR两种技术方案:EGR方案通过废气再循环系统,把燃烧后的废气引入缸内,降低缸内燃烧温度,抑制氮氧化物的生成,同时还需要配备柴油氧化催化剂(DOC)+汽油机颗粒物捕集器(DPF)+SCR(选择性催化还原系统)+(ASC(氨泄漏催化))。非EGR路线对后处理要求较高,另需要和高效集成式(如Hi-eSCR系统,DOC和DPF一体封装技术)后处理系统配合,但该技术路线整体可靠性高,无EGR成本,燃油经济性好。(报告来源:未来智库)

目前大多数国六汽车采用的是非EGR方案,这一技术路线在国六标准下对SCR的脱硝效率提出了更高的要求:选择性催化还原(SCR)技术是工业上应用最广的处理氮氧化物技术之一,SCR技术又称脱硝技术,工作原理是在还原剂氨或尿素存在下催化还原NOx生成N2和水。

SCR催化剂有不同的分类标准,以分子筛为载体的催化剂具有低温高效性,担载的活性组分为非毒性金属成份,不会对人体及环境造成危害,并且使用过程中易再生,因此该类型的脱硝催化剂是一种新型环保的催化剂,也是未来脱硝催化剂的发展趋势。催化剂的性能是决定脱硝效率的关键,相比国五阶段常用的钒基类催化剂,分子筛催化剂抵御失效能力更强、适用温度窗口更广、催化效率更高,脱硝率达到90%以上,是目前高效的柴油车尾气SCR脱硝催化剂材料之一,已在欧六等同级别排放标准中被广泛使用。

根据万润股份公开发行可转换公司债券申请文件二次反馈意见回复报告,重型柴油车及轻型柴油车平均排量分别为13L和3L,催化剂载体体积为发动机排量的2.5倍,根据推算,1L体积的SCR蜂窝陶瓷载体沸石产品用量为g,上述三组数据相乘,测算得出平均每辆重柴、轻柴分子筛用量分别为4.kg、1.kg。年我国重卡累计销售万辆,同比-14%,轻卡销售万辆,同比-4.1%,假设-年我国轻重型车产量维持不变,每年新增分子筛需求9吨。

根据世界汽车组织公布的产量数据,年美国、欧洲、日本的重型卡车产量分别为28.8万辆、30.8万辆以及51.7万辆,同比+20.07%/30.45%/27.50%。-年,除了年受新冠疫情影响产量出现较大幅度下跌,其余年份美国、欧洲、日本的重型卡车产量均较为稳定,故我们假设未来产量与年一致,按照每台重型卡车需要4.kg分子筛计算,每年美、欧、日重型卡车分子筛需求量分别为/3/吨,结合国内需求测算数据,不完全统计下每年全球重卡+轻卡SCR分子筛需求量为1.46万吨。

3.2公司是巴斯夫亚洲地区移动源脱硝分子筛独家供应商

年全球移动源催化剂市场规模为亿美元,移动源脱硝分子筛供应格局以外企为主:据IHSMarkit测算,年全球尾气处理催化剂市场规模为.37亿美元,其中移动源催化剂市场规模亿美元;全球移动源脱硝催化剂供应以外企为主,巴斯夫占比为27%,与庄信万丰、优美科合计占据全球70%以上的市场份额;国内尾气催化剂市场也以外企为主导,三家占比为75%。

巴斯夫为全球知名的化工企业,也是全球脱硝催化剂的主要供应企业之一,巴斯夫的催化剂产品主要包括炼油催化剂(FCC催化剂)、汽车催化剂、化学催化剂、环保用途催化剂、氧化脱氢催化剂以及脱氢净化催化剂等。年受催化剂部门贵金属价格大幅上涨的影响,巴斯夫催化剂价格上涨43%,故年内业务收入增加了44.42%;年,虽然产品价格增速有所回落,但是由于全球经济从新冠疫情中复苏带来的需求增长,催化剂产品销量同比+12%,业务收入同比+41.63%。

-年,随着欧洲、中国等政府更为严格的环保法规的实施,轻型汽车制造商对催化剂的需求增长,庄信万丰LDV催化剂的销售额持续上涨,分别为14/15.6/17.4/17.4亿英镑,同比分别上涨18%/12%/11%/0.2%;年以来,受新冠疫情影响,全球轻型汽车市场销量低迷,公司LDV催化剂销售额为16.4亿英镑,同比-5%。-年,美国小型卡车市场迎来强劲增长,我国装载限制立法的落实导致对卡车的需求增加,庄信万丰HDD催化剂收入呈现上升趋势,销售额由年的8.2亿英镑增长到年的9.4亿英镑。年起,受新冠疫情影响,HDD催化剂的销售额有所下降,年销售额为7.41亿英镑,同比减少10.8%。

公司为巴斯夫亚洲区域移动源脱硝分子筛的独家供应商。供应区域覆盖中国、日本、韩国、印度、泰国等国家和地区,此外,公司还为巴斯夫波兰等欧洲区域供应分子筛产品。随着下游机动车尾气净化催化剂全球市场需求的增加,公司来源于巴斯夫的销售收入从年的.16万元上升至年的.10万元。占公司营业收入比例从19.19%上升至71.00%。

3.3新增火电装机带动固定源分子筛需求,公司相关产品已完成研发与中试工作

中国固定源催化剂市场规模广阔。工业生产过程中排放到大气的氮氧化物数量较大,是城市或工业区大气的重要污染源,进行排放废气的工厂包括电力行业和以玻璃行业、水泥行业、陶瓷行业、钢铁行业、焦化行业等为主要污染源的非电力行业。固定源脱硝分子筛应用于火电厂及相关废气处理,据IHSMarkit测算,年全球固定源催化剂市场规模为12.37亿美元。其中中国市场规模为7.57亿美元,占据61.2%,大幅领先于北美(18.19%)与欧洲(15.76%)。年中国固定源催化剂市场为52亿元,预计在年增长至63亿元,5年复合增长率达4%。

年我国火电装机容量12.98亿千瓦,较年新增万千瓦,其中燃煤火电装机容量为11.1亿千瓦,较年新增万千瓦,根据中电联数据,预计“十四五”、“十五五”期间,全国煤电装机新增1.5、0.3亿千瓦,年、年全国煤电装机分别达到12.3、12.6亿千瓦,年,全国煤电装机达峰。每亿千瓦装机量需要消耗8万立方米催化剂,以此计算,-年期间,新增装机量为固定源脱硝催化剂带来的需求为14.4万立方米。

分子筛脱硝催化剂是能够满足未来固定源脱硝需求的主要催化剂之一。以分子筛为载体的催化剂具有低温高效性,担载的活性组分为非毒性金属成份,不会对人体及环境造成危害,并且使用过程中易再生,因此该类型的脱硝催化剂是一种新型环保的催化剂,也是未来脱硝催化剂的发展趋势。目前公司已完成针对火电厂、化工厂等固定源尾气脱硝分子筛的研发及中试工作,能够迅速运用于工业生产,主要产品类型为CHA结构分子筛等。

4钛硅分子筛:己内酰胺技术进入成熟阶段,绿色PO工艺带来市场空间

公司生产的钛硅分子筛及以钛硅分子筛制备而成的催化剂主要应用于烯烃环氧化与酮氨肟化两个过程,主要作为环氧丙烷与己内酰胺生产过程中的催化剂。钛硅分子筛是八十年代初开发的新型杂原子分子筛,能够应用于石油化工行业的众多温和氧化有机合成反应。以钛为活性中心的分子筛具有优异的催化氧化性能,在以过氧化氢或烷基过氧化氢为氧化剂时,能够参与烯烃的环氧化、芳烃羟基化、醛酮氨肟化、烷烃氧化等许多重要的反应,被普遍认为是环境友好的绿色催化剂。

4.1HPPO法属于政策鼓励的环丙清洁工艺,公司以神华为起点逐步开拓国内销售渠道

4.1.1我国是全球主要环氧丙烷生产国

环氧丙烷(简称PO),又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯,是石油化工的重要中间体,环氧丙烷在常温常压下为无色透明液体,具有类似醚类气味和一定程度的毒性,是易燃易爆化学品。环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物,其化学性质活泼,易开环聚合,可与水、氨、醇、二氧化碳等反应,生成相应的化合物或聚合物。

环氧丙烷上下游产业链较长且终端应用覆盖面广。环氧丙烷通常由丙烯经不同工艺氧化制得,是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物,目前在丙烯衍生物中占比7%。环氧丙烷下游的主要产品有聚醚多元醇(75%)、丙二醇及碳酸二甲酯(15%)、丙二醇醚(7%)等,是生产聚氨酯(PU)树脂、不饱和聚酯树脂、增塑剂、阻燃剂、润滑油、碳酸二甲酯等化工产品的重要原料。环氧丙烷终端应用包括家具(36%)、家电(16%)、汽车(8%)、建筑保温材料(5%)、涂料(6%)等领域,。由环氧丙烷衍生出的下游产品数量较大且应用广泛。

环氧丙烷的工业生产方法主要有氯醇法、间接氧化法和直接氧化法:氯醇法是我国及全球环氧丙烷的主流工艺,全球氯醇法产能占比42%,中国氯醇法产能占比60%,该工艺的特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好,对原料丙烯的纯度要求不高,从而可提高生产的安全性,建设投资少,产品具有较强的成本竞争力。缺点是水资源和氯气消耗量大,产生的含氯化物的皂化废水难以处理,污染环境,同时产生的次氯酸对设备的腐蚀也较为严重。氯醇法被列入《产业结构调整指导目录(年本)》限制类,已于年起禁止新建氯醇法装置。

间接氧化法包括乙苯共氧化法(PO/SM)、异丁烷共氧化法(PO/MTBE)、异丙苯氢过氧化物氧化法(CHP),间接氧化法克服了氯醇法的腐蚀性大、污水多等缺点。缺点是工艺流程长,原料品种多,丙烯纯度要求高,设备造价昂贵。环氧丙烷在间接氧化法中只是产量较少的联产品,每吨环氧丙烷要联产2.2-2.4吨苯乙烯,或2.4-3.0吨叔丁醇,只有环氧丙烷和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势。此法产生的污水COD较高,处理费用约占总投资的10%。

直接氧化法主要是指过氧化氢氧化法(HPPO),其优点在于高转化率和选择率,相比于氯醇法工艺,其废水量能够减少70-80%。工艺流程简单经济,用地少且工厂基础设施投入小,副产物仅为水,对环境污染小,是一种环境友好的清洁生产工艺。随着环氧丙烷在化工合成方面的应用逐渐丰富,环氧丙烷的制备方法也出现了一些新的催化剂和催化技术,如光催化氧化法、放生催化法等。(报告来源:未来智库)

全球环氧丙烷产能保持稳定,亚洲地区占据主导地位。全球环氧丙烷行业产能从年的万吨上升至年的万吨,复合增长率0.48%,保持相对稳定。从产能分布上来看,年亚洲地区贡献了全球总产能的53%,占据了全球环氧丙烷产能的半壁江山,其次则是欧洲的25%和北美洲的20%。

国内环氧丙烷产能产量齐涨,开工率稳步上升。国内环氧丙烷产能从年的.5万吨上升至年的.7万吨,复合增长率达3.65%,产量则由年的万吨上升至.3万吨,复合增长率达8.56%,同时四年来开工率皆稳定在80%以上,最近的年开工率达到了99.08%,较上一年增长10个百分点。

年进口依存度为10.6%,较年高点下降3.9个百分点:中国是亚洲环氧丙烷最大的生产和消费国,年15%的产能增长率带来进口依存度下降,年环氧丙烷进口量为43.4万吨,同比-7.8%;进口金额为8.97亿美元,同比+56.5%;平均进口单价为.63美元每吨,同比增长69.8%,主要进口国为沙特阿拉伯、泰国和韩国,进口量分别为14.87万吨、16.2万吨和9.98万吨,三者合计占据了进口总量的94.63%。

4.1.2新增产能中直接氧化法占比55%,公司以神华为起点逐步开拓国内销售渠道

未来行业产能投放密集,新增产能中直接氧化法占比为55%。根据卓创资讯统计,-年国内将有.5万吨环氧丙烷新增产能投放,其中直接氧化法共计.5万吨,预计年国内环氧丙烷产能将上升至.2万吨,CAGR为23.3%,直接氧化法产能上升至.5万吨。年中海壳牌、镇利化学和万华化学分别以13.81%、13.34%和12.64%的占比居于主导地位,三家头部企业分别贡献了59、57和54万吨的产能,但年行业CR5将降至34.7%,头部企业变更为江苏嘉宏、中海壳牌、镇利化学,产能分别为80/59/57万吨,江苏嘉宏新材料有限公司为浙江卫星控股股份有限公司子公司,后者对江苏嘉宏持股比例为70%。

HPPO法以钛硅分子筛为催化剂,过氧化氢为氧化剂,甲醇为溶剂,主要反应过程为在中温、低压的液相条件下,将甲醇、丙烯、过氧化氢以质量比4.2:1.3:1加入含钛硅分子筛催化剂(TS-1)的反应器内进行反应。该工艺可使98%的双氧水发生转化,环氧丙烷选择性可达95%。

HPPO法使用的钛硅分子筛主要是TS-1钛硅分子筛,其属于Pentasil型杂原子分子筛,正交晶系,一般采用水热法合成,原料包括模板剂、钛源与硅源。钛硅分子筛TS-1骨架中四配位的Ti是选择氧化反应的活性中心,除保持原有MFI分子筛的拓扑结构外,TS-1因钛原子在骨架内的均匀分布而形成具有特殊性质的骨架Si-O-Ti键,这使得其在具有催化氧化活性的同时兼具有择形催化性能。由于骨架结构中不存在强酸性离子,TS-1具有强烈的憎水性,对有H2O2参加的各种有机化合物的择形氧化反应具有独特的催化性能。根据HPPO法环氧丙烷项目环评报告,30万吨环氧丙烷产能约需要吨TS-1催化剂,催化剂两年更换一次,根据现有与新增产能投产时间,我们预测-年总需求为吨,按照50万元/吨测算,对应市场规模20.6亿元。

公司生产的HPPO催化剂已经实现对吉林神华下属子公司聚源化学的稳定供应,实现了对HPPO催化剂的国产化供应。此外,年年初,公司HPPO法制备环氧丙烷工艺包和催化剂已经与国内多家公司签订销售合同,包括聚源化学、浙江卫星控股股份有限公司下属子公司江苏嘉宏新材料有限公司等。

我们用前文测算方法计算年公司市占率,江苏嘉宏新增40万吨HPPO所需分子筛折消费量吨,由于公司前期与吉林神华展开合作,根据投产时间测算神华将在年进行分子筛更换,若更换时间成立且神华与公司持续展开合作,神华30万吨HPPO所需分子筛折消费量吨,故年公司市占率为29.8%。

4.2己内酰胺行业概况

己内酰胺是一种重要的有机化工原料,属于锦纶产业链原料产品,熔点70℃左右,固体主要为白色粉末或结晶体,有油性手感;液体主要为透明状,有薄荷及丙酮气味。己内酰胺液体主要用途为通过聚合生成PA6切片,从而进一步加工成锦纶纤维、工程塑料及塑料薄膜,少量用于制造医药中间体,根据卓创数据,PA6是己内酰胺主要下游,占比达97%;而固体己内酰胺主要用于注塑行业,生产尼龙棍棒板材等。己内酰胺主要制备方法为氨肟化法(HAO法)和硫酸羟胺法(HPO法)。氨肟化法较HPO法减少多道工序与设备,固定资产投资与能源消耗等成本显著下降,且原子利用率更高,符合绿色化工的要求,根据卓创数据,目前国内己内酰胺装置均采用氨肟化工艺。

作为生产锦纶的主要原料,己内酰胺历史上国产化率偏低,大量依靠进口,一定程度上制约锦纶产业发展。年,巴陵石化建成国内第一个国产装置,“十二五”以来,随着我国企业逐步实现技术突破,同时下游PA6为主的市场需求不断增长,形成产能扩张动力,己内酰胺产能由年的49万吨提升至年的万吨,年产量万吨,同比+14.4%。市场逐步走向成熟,仅少数高端品种需要进口。

己内酰胺行业供给端CR5为40%。目前国内有多家企业正在生产己内酰胺,使用的工艺路线皆为氨肟化法,其中行业产能前五的企业为福建申远、巴陵恒逸、南京东方,河南神马和天辰耀隆,产能分别为60、45、40、38、35万吨/年,占据行业总产能的40%。剩下多家企业的产能集中在10-30万吨/年,分布较为平均。

年国内己内酰胺总产能预计将达到万吨,年复合增长率达13.22%,行业集中度进一步提升,CR5达到50%。根据卓创数据,-年共有万吨新增产能投产,年国内己内酰胺行业产能将达到万吨,其中行业产能前五的企业为恒逸石化、福建申远、巴陵石化、鲁西化工和福建锦江,年产能分别为//90/60/58万吨,占据行业总产能的50%。根据沧州旭阳化工有限公司30万吨己内酰胺扩建项目环评报告,每年装置消耗氨肟化催化剂26吨,故年我国己内酰胺催化剂消费量将达到吨,按照催化剂20万元/吨价格计算,市场规模为1.5亿元。

氨肟化法己内酰胺工艺使用钛硅分子筛TS-1作为催化剂。氨肟化法关键步骤为环己酮、氨及双氧水在钛硅分子筛催化剂的作用下,发生肟化反应生成环己酮肟,反应过程中,氨先被钛硅分子筛催化氧化生成羟胺,羟胺再通过非催化过程直接与环己酮反应生成环己酮肟,环己酮肟在80-℃液相中经贝克曼重排转位为己内酰胺。

公司己内酰胺催化剂于年推出,作为一种技术成熟的产品,市场竞争力较强,公司下游客户覆盖多个己内酰胺生产厂家,包括海力化工、旭阳集团等国内知名化工企业,以前文算法对公司目前市占率进行计算,年己内酰胺催化剂市场规模约为万元,公司当年销售收入为万元,即年公司市占率为34%。

5公司扩充产品版图,进入能源化工等多个领域

5.1煤化工用分子筛

甲醇制烯烃工艺(MTO)指以甲醇为原料,生产乙烯与丙烯;MTP工艺是以甲醇作为原料生产丙烯:甲醇是煤化工行业的主要产品之一,年甲醇行业产能利用率在74.3%,为近五年来最高,一定程度上说明了甲醇行业的供过于求,因此甲醇制烯烃相比传统的石油路线具有更加丰富的应用场景。

产能扩张下乙烯进口依存度逐年下降,蒸汽裂解为主流工艺:我国乙烯产能从年的万吨上升至年的4万吨,产量从年的万吨上升至年的万吨,产能产量的复合增长率分别为15.90%/11.60%,年国内乙烯行业开工率为68.08%,较上一年上升5个百分点;产能扩张下我国乙烯依存度已从年的10.6%下降到年的6.9%,年我国乙烯进口量为.8万吨,同比+4.55%。蒸汽裂解为国内乙烯生产主要工艺,占比81.70%,该工艺以石脑油作为原材料,生产步骤主要包括管式炉蒸汽裂解和深冷分离;煤制烯烃(CTO)与甲醇制烯烃(MTO)占比分别为10.64%与7.69%。

-年国内将有万吨乙烯新增产能投放,预计年国内乙烯行业产能将上升至万吨,三年复合增长率达5.33%,以生产工艺统计,-年新增MTO工艺乙烯产能65/60/35万吨。(报告来源:未来智库)

根据大美煤业环评报告数据显示,该装置反应器所装载的DC-Ⅱ01用量为吨/年,DC-Ⅱ01即为采用SAPO-34为主要活性基质制取的分子筛催化剂。年MTO工艺乙烯产能为.5万吨,即存量市场分子筛需求为万吨,-年新增分子筛需求为吨。

SAPO-34分子筛是甲醇制烯烃技术的核心催化剂之一。SAPO系列分子筛即磷酸硅铝分子筛,广泛用于吸附剂、催化剂及催化剂载体。其中,SAPO-34分子筛属于CHA系列分子筛,其具有较好的水热稳定性、择形催化性能和抗结焦、抗老化等性能,因此在工业中有着广泛的应用。SAPO-34分子筛可用于包括甲醇、乙醇、甲醚等制备低碳烯烃(如乙烯和丙烯),即甲醇制烯烃(MTO)工艺过程中,并且是其中核心催化剂之一。在MTO反应过程中,甲醇首先在催化剂作用下脱水为二甲醚(DME),其中间体是质子化的表面甲氧基,形成的平衡混合物包括甲醇,二甲醚和水,然后转化为低碳烯烃,SAPO-34分子筛催化剂在反应过程中表现出较高的乙烯选择性和甲醇转化率,因此成为MTO技术最理想的催化剂之一。

根据ZSM-5分子筛是甲醇制丙烯(MTP)技术中最有效的催化剂。ZSM-5分子筛具有十元环三维孔道结构,有利于丙烯的形成和扩散,且具有良好的抗结焦能力和水热稳定性,被公认为是最有效的MTP反应催化剂。传统技术生产的ZSM-5分子筛为钠型,需要进一步采用铵盐水溶液或无机酸水溶液进行离子交换才能够获得适合MTP反应的氢型ZSM-5分子筛,成本较高,且离子交换将产生大量的废水,不利于环保。采用公司技术生产能够直接制备得到纳米级氢型ZSM-5分子筛,显著简化了MTP催化剂合成的过程,降低了生产成本,更易于在甲醇制丙烯工业中进行推广和应用。

5.2石油裂化分子筛

Y型与β分子筛用于石油催化裂化与加氢裂化环节:Y型分子筛是用途广泛的大孔沸石,在能源化工行业的多种催化剂(如催化裂化催化剂、加氢裂化催化剂)中作为重要活性组元,其物化性质和产品性能可在大范围内调变。β分子筛在石油化工与精细化工领域应用广泛,具有很高的加氢裂化、加氢异构化催化活性和对直链烷烃的吸附能力,并有良好的抗硫、氮中毒能力,β分子筛也可以与特定Y型分子筛联合使用,提高汽油辛烷值。

ZSM-35分子筛系列为烯烃异构化催化剂:ZSM-35分子筛为一种能作为酸性催化剂应用的分子筛,可广泛用于烃类的转化过程,例如异构化、聚合、芳构化和裂化等,此外,也能够应用于重整液和石脑油的改质、催化裂化以及燃料油降低倾点等过程。公司生产的ZSM-35分子筛及以ZSM-35分子筛制备而成的催化剂主要应用于烯烃异构化反应,主要作为异丁烯生产过程中的催化剂。年,公司研发完善的ZSM-35分子筛生产工艺,能够在保证分子筛产品质量的同时,有效降低客户的生产成本,在市场上具备较强的竞争力。年7月,公司所拥有的专利“一种ZSM-35分子筛的制备方法(专利号”ZL20962.1)被大连市科技局评为年度大连专利奖一等奖。

5.3光触媒VOC

光触媒是一种具有光催化功能的材料总称,能在光照射下产生强氧化性的物质(如羟基自由基、氧气等),可用于分解有机化合物、部分无机化合物、细菌及病毒等,主要应用于环境净化领域,包括空气、水质、土壤净化、抗菌、防污、自洁等。室内空气净化是光触媒下游重要应用领域:年中国空气净化器销售额为62.6亿元,同比增长-31%,销售量为.5万台,同比增长-18.5%。技术渗透率方面,目前市面上空气净化器主流的净化技术为HEPA+活性炭,二者的渗透率都达到90%以上,其次负离子的渗透率为30.4%,静电集尘和光触媒的技术渗透率较低,分别为5.7%和3.1%,即使用光触媒技术的空气净化器销售额为2亿元。

公司光触媒室内空气净化系列产品能够运用于室内空气净化的过程中,对甲醛、PM2.5等产品均有良好的脱除效果;空调、新风杀毒灭菌净化空气系列产品能够运用于室内杀菌消毒过程中,能够有效杀灭多种病毒与细菌。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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