分子筛行业研究：技术壁垒高、行业成长快、国产替代空间大.docx

分子筛行业研究：技术壁垒高、行业成长快、国产替代空间大HYPERLINK"http://quote.eastmoney.com/SH600999.html"\h一、分子筛行业总体概况1、分子筛产品种类繁多应用广泛，技术壁垒较高分子筛又称沸石或泡沸石，具有吸附、离子交换、催化等功能。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。分子筛具有优异的吸附、离子交换和催化性能，被广泛用作吸附材料、离子交换材料以及催化材料，其中：吸附材料主要用于工业与环境领域各种气体的分离、净化与干燥；离子交换材料主要应用于洗涤助剂、放射性废料与废液的处理；催化材料主要应用于石油炼制与加工、石油化工、煤化工与精细化工领域中大量工业催化过程。合成分子筛基本可分为A、X、Y、M和ZSM等多种型号。分子筛化学通式为M2/nOxAl2O3ySiO2zH2O，其中M代表阳离子，如K+、Na+、Ca2+、Ba2+、Ce3+等，n代表其价态数，x和y为整数，z为水合数。分子筛按孔道大小可分为微孔分子筛（孔径2nm以下）、介孔分子筛（孔径2-50nm以下）、大孔分子筛（孔径50nm以上）及复合孔道分子筛；按其来源可分为天然分子筛和合成分子筛，其中合成分子筛按骨架元素组成可分为硅铝基类分子筛、磷酸盐类分子筛、钛硅类分子筛和其它杂原子类分子筛；按微观骨架结构可划分为BEA结构分子筛、CHA结构分子筛、AEI结构分子筛、MFI结构分子筛等；按照分子筛中硅铝比的不同，可以分为A型（1.5~2.0），X型（2.1~3.0），Y型（3.1~6.0），丝光沸石（M型，9~11）和高硅型沸石（>10，如ZSM-5）等。A、X等型号分子筛可根据孔径、晶型和组成元素等进一步细分，性能有所不同。商品分子筛常用前缀数码将分子筛加以分类，如A型分子筛可细分为3A/4A/5A型分子筛等，对应分子筛孔径分别为0.3/0.4/0.5nm，他们可以吸附分子直径小于孔径的气体分子，孔径尺寸越大，吸附量越大。含Na+的A型分子筛记为Na-A，含Na+的X型分子筛记为Na-X型分子筛（又称13X型），若Na-A型分子筛中的Na+被K+置换，孔径约为3A，记为3A型分子筛；若Na-A型分子筛中有1/3以上的Na+被Ca2+置换，孔径约为5A，记为5A型分子筛。分子筛具有高效吸附性，同时也拥有催化性能，其中3A型、4A型、5A型、13X型等分子筛产品主要应用于石油炼制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、电子等行业的气体分离、干燥和净化；ZSM型等分子筛产品主要作为催化剂应用于石油化工、石油炼制等行业。分子筛主要通过水热合成法制备，模板剂在反应过程中起着关键作用。传统分子筛的制备合成方法有水热合成法和水热转化法等多种工艺，水热合成技术是合成沸石的基本途径，也是目前应用最广泛的合成方法，主要是将硅源、铝源、碱、水、模板剂（或不加模板剂）按一定的比例配制成混合溶液，在热压釜中加热一定时间，调节压力和温度，从而析出分子筛晶体，再通过复杂工艺制备成分子筛成品。在分子筛合成过程中，模板剂起到非常关键的作用，包括模板作用，结构导向作用，作为空间填充剂、电荷平衡剂、酸碱调节剂、抑制剂以及避免引入无机离子等。根据模板剂种类，水热合成法可进一步分为三类：（1）以季铵盐及有机胺类为模板剂，其为常用的工业模板剂；（2）以无机胺及醇类为模板剂，可解决有机模板剂存在的毒性问题，已在部分产品（如ZSM-5）中实现工业生产；（3）无模板剂合成法（主要指通常合成中需要有机模板剂的沸石，通常合成中无需有机模板剂的沸石如A、X、Y型等不在其中），即不添加有机胺和无机胺等作为结构导向剂，通过自发成核或加入提前准备好的晶种（晶种法），可避免大多数模板剂存在的毒性大和成本高的问题，目前很多分子筛还未实现无机体系晶种法合成。分子筛高端产品技术壁垒高、开发周期长，下游行业准入门槛高。分子筛制备过程中的整个晶化涉及到复杂的化学反应过程，且成核和晶体生长又多在非均相体系中，因此制备优质分子筛存在较高技术门槛。原创型的分子筛产品从实验室阶段到产业应用，需要对分子筛工艺配比、合成与交换工业条件等进行复杂的实验，开发周期较长，目前国际已知253种分子筛结构类型，仅有20余种得到工业规模化生产，此外分子筛从基础理论-实验室研发-工业规模化-市场应用，均需要经受时间考验。由于分子筛质量对下游装置的运行安全和生产效率至关重要，下游客户一般不会轻易更换分子筛供应商，分子筛企业的产品除需要较高的质量外，还需经过客户试用、小规模应用等多年时间才有可能被客户正式应用。2、国内企业不断实现技术突破，加速推