（报告出品方/作者：长江证券，马太、王明）

分子筛：择形催化，不断革新

分子筛是一类天然存在或经人工合成的具有规则孔道结构的无机微孔材料，由于其具有 规则的孔道、筛分分子的能力以及高的比表面积、表面酸性、热稳定性和水热稳定性， 在催化、吸附、分离等众多领域有着广泛的应用。分子筛催化剂按孔道结构可分为微孔 分子筛（孔径 2nm 以下）、介孔分子筛（孔径 2-50nm）、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，合成分子筛按组成又可 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。

20 世纪 50-60 年代，人们发现使用以分子筛为基础的石油裂化催化剂可以显著提高裂 化效率，分子筛催化剂很快便在石油及化工等行业得到广泛应用。近年来，石油化工、 医药、精细化工等产业的快速发展和环保要求的日趋严格，对新催化材料的需求不断增 加，国内外开发出了多种适用于不同催化过程的分子筛催化剂，这些催化剂已广泛应用 于炼油、石油化工、精细化工、主客体化学、医药、电子和环保等领域。分子筛从大的 发展阶段可以划分为：天然沸石→人造分子筛吸附剂（以 A/X/Y 型为代表）→人造分子 筛催化剂（以高硅铝比为代表的 ZSM 等），从气体、液体分离拓展到催化领域。

分子筛催化剂由四个层级构成：最基本的单元为 TO4 四面体，四面体的中心原子 T 为 Si、Al、P、Ti 等元素，TO4 四面体通过共享氧原子按不同方式连接组成多元氧环。各种 环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体，也称为晶穴、空穴或空腔，由此再进一步排 列形成了各种分子筛的骨架结构。由于其特殊结构，因此具备以下几个特点：

酸催化作用：由于分子筛表面有丰富的质子酸位，是一种固体酸，在许多酸催化反 应中能够提供很高的催化活性；

择形选择性：由于分子筛具有分子直径相当的孔道结构，而形成了特殊的形状选择 性；

双功能催化作用：负载金属、金属氧化物、金属络合物、酸碱、有机物的分子筛具 有双功能催化作用；

氧化作用：具有 MFI 结构的钛硅分子筛是性能优良的选择性氧化催化剂。

传统分子筛的制备合成方法有水热合成法和水热转化法两种，随后科学家又开发了干胶 转换法等一系列工艺，这些合成方法，要么消耗大量的水和有机溶剂，焙烧过程中消耗 大量能源，排放大量有害物质，要么合成方法复杂，工艺实现难度大，生产成本高。随 着人们安全环保意识的增强，一些绿色合成方法逐渐被提出来，包括固相研磨法、晶种 导向法等。目前主流分子筛企业以水热合成法技术居多，随着技术的进步，合成手段将 向着更加节能、环保、高效、低耗等科学合理的方向发展，产品的质量和性能将不断提 高，以满足不断发展的各种催化需求。

百花齐放，应用领域不断扩大

全球分子筛市场蓬勃发展

根据 Stratistics MRC 统计，2020 年全球分子筛市场规模为 36.8 亿美元，预计到 2028 年将达到 58.7 亿美元，年均复合增速高达 6%，石油化工、废水处理、气体分离等多重 领域需求的快速增长，推动分子筛市场持续扩大。分子筛下游主要用在石油化工、工业 气体、水处理、洗涤等领域。展望 2021-2026 年，全球分子筛市场预计增速最快的地区 主要为亚太以及非洲地区，亚太以中国、印度为主，非洲地区基数较低，发展速度较快。

能源化工：需求分散，开拓空间巨大

炼油催化剂一般可分为四类，分别是催化裂化催化剂、催化重整催化剂、加氢精制催化 剂与加氢裂化催化剂。石油炼制除常减压、焦化等少数几个过程外，80%以上的过程为 催化反应过程，催化剂技术为实现原油高效转化和清洁利用的关键核心技术，是炼油技 术进步最活跃的领域之一。2017-2020 年，全球炼油催化剂需求量以年均 3.6%的速度 递增，预计到 2025 年，炼油催化剂需求将超过 58 亿美元。其中，催化裂化催化剂需求 量将持续增长，其升级换代过程也十分迅速，市场份额已占到全球所有炼油催化剂的 40%。

石油化工行业中超过 90%的反应均需要催化剂参与，其对催化剂的需求占整个工业催 化剂需求的比例接近 70%。石油化工催化剂品类繁多，主要有氧化、加氢、脱氢、羰基 合成、水合、脱水、烷基化、异构化、歧化、聚合等过程需使用催化剂。2020 年全球化 工行业投资额为 3530 亿美元，未来几年投资额预计稳步提升，中国占比将持续扩大， 持续不断的化工行业投资将持续拉动分子筛需求。

尾气处理：监管要求提升，催生增量需求

移动源尾气脱硝空间巨大。汽车排放的尾气中含有的大量氮氧化物、硫化物等其他污染 物。近年来随着汽车保有量的增加，汽车尾气已经造成了严重的环境污染，世界大部分 国家均已把汽车尾气治理作为大气环境治理重要环节。欧七标准预计 2025 年开始推进， 相较于欧六标准，氮氧化物与颗粒数要求进一步下降 80%与 84%。根据 2021 年我国工 信部发布的《关于重型柴油车国六排放产品确认工作的通知》，2021 年 7 月 1 日起停止 生产、销售不符合国六标准要求的重型柴油车产品，因此新增柴油车对分子筛尾气净化 催化剂的需求旺盛。亚太区域中，日本、韩国、印度均已实行严格的尾气排放政策，其 中日本和韩国尾气脱硝政策已实行较长时间，每年均有较大的市场需求；印度 2020 年 上半年推行严格的尾气脱硝政策，市场增量空间较大。

不同燃料类型的汽车采用不同尾气排放后处理技术。在最新的国六标准下，汽油车需要 TWC+GPF 的尾气排放后处理组合：TWC 可以有效处理 CO、HC、NOX，加装 GPF 可 对 PM 进行捕集、过滤。柴油车则需要 DOC+CSF+SCR+ASC 的尾气排放后处理组合： DOC 主要负责将尾气中的 CO、HC、SOF 转化为无害气体；CSF 即涂覆了催化剂后的 DPF，负责捕集、过滤尾气中的颗粒；SCR 在前端引入尿素作为还原剂，尿素水解为 NH3 后将 NOX 还原为氮气；ASC 装在 SCR 后端，主要用于处理泄露的氨气。

固定源尾气脱硝潜力巨大。工业生产过程中排放到大气中的氮氧化物数量较大，是城市 或工业区大气的重要污染源。工业生产过程中排放废气的工厂很多，主要包括电力行业 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。从经济和技术效益考虑，选择性催化还原（SCR 技术）是最有效的尾气脱硝技术， 其中，催化剂的性能是决定脱硝效率的关键。

尾气脱销领域寡头垄断。在汽车尾气脱销分子筛领域，巴斯夫、庄信万丰、优美科几乎 垄断了行业大部分供应，这几大公司产品结构丰富，除了尾气脱硝领域之外，也在石油 精炼/石油化工等其他领域有所布局。国内企业中触媒与巴斯夫，万润股份与庄信万丰在 汽车尾气脱销分子筛领域已建立起深入的合作关系，为其供应分子筛系列产品。（报告来源：未来智库）

吸附分离：氢能冉冉升起

根据国际咨询公司 TechNavio 的统计，2018 年，全球分子筛吸附剂市场容量为 15.0 亿 美元，到 2023 年，市场容量将增长到 20.1 亿美元，复合增长率达到 6.1%。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，如天然气、石油裂解气等化工 原料的脱水干燥、节能型建筑中空玻璃干燥剂、脱二氧化碳和脱硫、正异构烷烃的分离、 二甲苯异构体的分离、烯烃分离、氧氮分离、制冷剂干燥等。

全球分子筛吸附剂市场相对集中，国内企业实现进口替代。目前，全球分子筛的竞争格 局呈现两极分化的格局，万吨以上产能的少数分子筛生产商占据了绝大部分的市场份额， 2018 年合计产能占全球产能比例达到 64.8%。2018 年，全球有 9 家分子筛生产商的分 子筛吸附剂产能达到万吨以上，其中有 3 家是国内企业，分别是建龙微纳、上海恒业、 大连海鑫。过去，UOP、CECA、Zeochem 等国际大型分子筛企业掌握着制氢制氧分子 筛的核心技术，垄断了制氢制氧分子筛市场。随着建龙微纳等国内成规模的分子筛企业 经过多年的技术研发，不断突破各项核心技术瓶颈，能够生产出性能相当的同类分子筛 产品，并经过大型制氧制氢装置样品试用、小规模应用等长期过程，在达到制氧制氢设 备的运行安全和生产效率的情况下，使用单位在分子筛进入更换周期时将国际大型分子 筛企业的分子筛产品更换为国内企业的分子筛产品。建龙微纳的 JLOX300、JLOX100系列分子筛产品已在 26 套深冷空分制氧装置和变压吸附制氧装置实现了对国际大型分 子筛企业的进口替代。

技术突破，国内企业快速追赶

分子筛国产化替代市场巨大

由于我国催化剂产业生产能力仍与国外企业存在较大差距，多年来，我国催化剂行业长 期处于贸易逆差状态。根据中国海关总署公布的数据显示，2020 年我国催化剂行业进 出口总额为 25.0 亿美元，贸易逆差为 14.0 亿美元，短期来看，我国催化剂行业主要产 品贸易逆差局面难以扭转。

目前行业领先企业主要为国际大型化工企业，在大部分催化领域我国仍与国外存在较大 技术差距。国外化工企业具备先进催化剂的知识产权与工业化生产能力，长期以来，我 国环保、能源化工及精细化工行业对国外催化剂的依赖较为严重；随着我国相关产业规 模的扩大，进出口金额总体保持整体上升的趋势。近年来，我国经济结构调整进程逐步 深化，对关键领域自主知识产权日益重视，已涌现出了一批具备较强科研与生产能力的 催化剂研发制造企业，国内优秀企业的产品已经能够实现进口替代并逐步得到市场认可。 国产催化剂产品质量与技术含量的提升使得部分产品在国际市场上也具备较强的竞争 力。2020 年，我国催化剂出口总额为 5.5 亿美元，较往年增长较大。

（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。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站