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分子筛行业分析

分子筛行业分析

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StratisticsMRC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年中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