报告发布方：中金企信国际咨询《2024-2030年分子筛行业重点企业竞争战略及投资可行性研究预测报告》

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分子筛具有筛分分子和择形催化的作用，不仅具有催化活性好、选择性高和容易再生等特点，并且对人体无害，使用后不会造成新的环境污染，其作为催化材料、吸附分离（多组分气体分离与净化）材料以及离子交换材料在石油化工、煤化工、精细化工、冶金、建材、环境保护（包括核废水、核废气处理）、土壤修复与治理等领域有着广泛的应用。

（1）石油化工领域：分子筛由于其独特的亚纳米孔结构和优异的催化性能一直是能源和环境工业中广泛应用的催化材料。分子筛在石油炼化生产过程中不但能够催化裂化原油分子生成汽油、柴油等燃料以及乙烯、丙烯、对二甲苯等大宗基础有机化学品，还能够降低燃料燃烧后尾气对环境的污染，减少石化生产过程中有毒有害副产物和废弃物的排放，为石油化工领域的高效清洁生产作出贡献。

TS-1、ZSM-5、Beta分子筛石油化工领域主要应用方向分析

钛硅分子筛TS-1由于具有独特的MFI拓扑结构和钛原子的引入，广泛应用于以过氧化氢为氧化剂的系列选择性氧化反应，并在烷烃环氧化、烯烃环氧化、苯酚羟基化、酮类氨肟化等一系列催化环氧化反应中显示出良好的催化活性。TS-1的成功开发为研究和开发绿色催化奠定了基础，被认为是20世纪80年代分子筛催化的里程碑。在TaramassoM等开发的经典合成法中，主要以四丙基氢氧化铵为模板剂合成TS-1，四丙基溴化铵与四丙基氢氧化铵具有相同阳离子和相似的模板作用，且价廉易得，也常用作模板剂制备TS-1。

ZSM-5分子筛疏水性好，水热稳定性高，其独特的孔道结构使其成为石油工业择形反应中最重要的催化材料之一。此外，ZSM-5分子筛拥有良好的离子交换性能，对VOCs等污染物有较好的脱除效果，在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用，目前ZSM-5分子筛生产工艺通常使用四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵作为模板剂。

Beta分子筛具有三维十二元环的开放孔道结构，具有微孔结构较为有序、比表面积较大、热及水热稳定性较好等优点，在异构化反应、醚化反应、烷基化反应、烯烃水合、烃类裂解、酯化反应等诸多催化领域表现出良好的催化活性与裂化产物选择性，从而成为石油化工领域应用较为广泛的催化剂，四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵是合成Beta分子筛的常用模板剂。

A.己内酰胺（钛硅分子筛TS-1应用领域）：己内酰胺是重要的有机化工原料之一，主要用途是通过聚合生成聚酰胺（PA6）切片并进一步纺丝加工生产锦纶-6（尼龙-6）、尼龙-6树脂、工程塑料及医药中间体等。我国己内酰胺和锦纶切片主要自产，随着国内对己内酰胺的需求不断增加，近年来己内酰胺的国内产能增长较快，我国已成为世界最大的己内酰胺生产国。

根据中金企信统计数据，2019年底全球己内酰胺生产能力达到811.9万吨/年，中国2019年产能为419.0万吨/年，约占世界总产能的51.61%。近年来，世界己内酰胺的消费量稳步增长，2019年增加到640.0万吨，其中中国的消费量最大，2019年的消费量为337.0万吨，约占总消费量的52.66%，预计到2024年，世界己内酰胺总消费量将达到750.0万吨，中国对己内酰胺的需求量将达到420.0万吨。

我国己内酰胺主要制备方法为氨肟化法（HAO）和磷酸羟胺法（HPO），其中，氨肟化法是我国自主开发的工艺，打破了国外长期的技术垄断，其以TS-1分子筛为催化剂，一步反应直接生成环己酮肟，原子利用率高，三废排放量少，更符合绿色化工的要求。

B.环氧丙烷（钛硅分子筛TS-1应用领域）：环氧丙烷，是石油化工的重要中间体，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。环氧丙烷可用于生产非离子表面活性剂、阻燃剂、润滑油等产品，其终端应用包括家具、家电、汽车、建筑保温材料、涂料等领域，衍生下游产品数量较大，应用广泛。

目前环氧丙烷生产方法主要有：氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法（HPPO）。其中氯醇法占比最大，产能占比超过50%，但由于氯醇法存在设备腐蚀严重、生产污水量大等问题，被列入《产业结构调整指导目录（2019年本）》限制类，并于2015年起禁止新建氯醇法装置。基于对环氧丙烷市场的良好预期，众多环氧丙烷生产企业纷纷开始采取共氧化法和HPPO法。与氯醇法、共氧化法相比，HPPO法以TS-1分子筛为催化剂，工艺流程简单，产品收率高，无副产物，基本无污染，属于绿色环保的新型工艺，因此，该工艺在今后一段时期，将成为新建环氧丙烷装置主要采用的生产工艺。HPPO工艺所用催化剂为TS-1分子筛。

单位：万吨

数据整理：中金企信国际咨询

根据中金企信统计数据，随着未来环氧丙烷的需求增长，未来3年环氧丙烷产能规划增长401.00万吨，其中采用HPPO直接氧化法工艺的产能215.00万吨，占比53.62%。环氧丙烷领域HPPO工艺产能的扩张将带动TS-1分子筛市场需求的增加。

C.异丙苯（ZSM-5、Beta分子筛应用领域）：异丙苯在碱性催化剂存在下可被氧化成异丙苯过氧化氢，后者与硫酸作用，生成苯酚和丙酮，也可以作为溶剂，或加在汽油中以提高其抗爆性能。异丙苯法合成苯酚是应用最广泛的苯酚生产方法，世界上90%的苯酚是由异丙苯法制得，因此异丙苯的制备是苯酚工业的关键过程之一。异丙苯的工业化生产方法主要有三氯化铝法、固体磷酸法和分子筛法。三氯化铝法和固体磷酸法存在难以解决的设备腐蚀和环境污染问题，分子筛法被开发后，由于其反应条件缓和、转化率高、选择性好、杂质少、无污染、无腐蚀的特点，在生产中得到了广泛的应用。ZSM-5分子筛、Beta分子筛应用于异丙苯的生产工艺中。

D.炼油工业：石油炼制是现代工业的基础，提供了大部分交通运输燃料和化工原料，是世界上最大、最重要的加工工业之一。而炼油工业除常减压、焦化等少数几个过程外，80%以上的过程为催化反应过程，催化技术成为实现原油高效转化和清洁利用最经济、最灵活、最有潜力的关键核心技术，是炼油技术进步最活跃的领域。

炼油催化剂按其功能可分为催化裂化催化剂、加氢精制催化剂、加氢裂化催化剂、催化重整催化剂和异构化催化剂等，在催化裂化催化剂中加入Beta分子筛作为助剂可提高汽油产品的辛烷值。Beta分子筛兼具ZSM-5和Y型分子筛的优点，含Beta分子筛的催化剂在加氢裂化反应中表现出裂化活性高、中间馏分油选择性好、异构性能好、产品质量好、抗氮能力强等特点。

（2）汽车尾气净化领域：根据中金企信统计数据，2020年全国柴油车氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）排放量分别为544.9万吨、6.4万吨，占汽车总NOx、PM排放量的88.79%、100%，而重型柴油货车的NOx和PM排放量为430.3万吨、3.3万吨，占柴油车排放量的比重高达78.97%、51.56%。

目前柴油车在我国汽车保有量中仅占少数，但大气中NOx排放却大部分来自柴油车，且近年来随着柴油车保有量的不断提升，NOx排放量还有提升趋势。为此，国家发改委、生态环境部等部门联合发布国家第六阶段机动车污染物排放标准（以下简称“国六标准”）。因国六标准对柴油车NOx排放量限值降低77%，尾气处理技术也需相应升级。目前国六标准柴油车主要采用“DOC（柴油机氧化型催化器）+DPF（柴油机颗粒捕集器）+SCR（柴油选择性催化还原器）+ASC（氨泄露催化器）”处理技术，其中的SCR所使用的催化剂主要有分子筛催化剂和钒催化剂两类，钒催化剂整体转化率较低且热稳定性差，而分子筛催化剂转化率可达到90%以上且热稳定性良好，在高温下仍能保持较高的活性，因此分子筛催化剂将成为柴油机NOx尾气处理的主流选择。

SSZ-13分子筛是以SiO4和AlO4四面体为骨架基础，通过氧原子相接有序地排列成具有八元环孔道和三维交叉孔道的晶体结构。SSZ-13分子筛具有均一的孔道，比表面积可达700m2/g。SSZ-13分子筛的结构特点使得其具有良好的水热稳定性、酸性可调性、离子交换性和高活性、高选择性，在氨选择性催化还原（NH3-SCR）反应中表现出优异的催化性能，常用于NOx的选择性催化还原。其中，1-金刚烷基三甲基氢氧化铵是合成SSZ-13分子筛的常用模板剂。随着机动车尾气排放要求的逐步提高，SSZ-13分子筛催化剂市场容量的扩大将带来模板剂需求的增加。

（3）煤化工领域：“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了我国主体能源需以煤为主。发展煤化工，既是国家能源安全的保障，也是国家能源战略技术储备和能力储备的需要，更是促进煤炭清洁高效利用和煤炭产业转型升级的重要举措。

现代煤化工，是指以煤为主要原料生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业，主要产品包括煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制天然气和煤制烯烃（乙烯、丙烯）等，这些是煤炭清洁化利用的重要领域。乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的基本有机化工原料，是现代化学工业的基石，其传统生产技术强烈地依赖于石油资源。在我国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特点及下游产品消费持续旺盛的双重推动下，近年来，煤制烯烃产业发展迅速。

ZSM-5、SAPO-34煤化工领域主要应用方向分析

煤制烯烃可以拆分成两个过程：煤制甲醇和甲醇制烯烃。目前甲醇制烯烃主要有MTO技术和MTP技术两种。MTO技术是将甲醇转化为乙烯和丙烯混合物的工艺，MTP技术是将甲醇主要转化成丙烯的工艺。长期以来，MTO技术和MTP技术是煤制烯烃的瓶颈，其关键在于反应催化剂的开发和工艺流程的优化。

早期的MTO催化剂采用改性的H-Y沸石、MOR丝光沸石以及ERI毛沸石。随着对催化剂的持续研究，逐渐形成并发展出SAPO-34分子筛和ZSM-5分子筛两大系列催化剂。

代表性甲醇制烯烃工艺及使用的催化剂分析

数据整理：中金企信国际咨询

在国内外多种甲醇制烯烃工艺中，中科院大连化物所开发的DMTO工艺应用推广最为广泛，据不完全统计，截至2020年末，采用DMTO工艺的煤制烯烃产能达776万吨/年。德国Lurgi公司开发的MTP工艺在我国成功进行了工业化运行，2010年10月及2011年6月，神华宁煤50万吨MTP项目及大唐46万吨MTP项目分别投入试生产，2014年8月，神华宁煤50万吨MTP二期项目建成投产。根据中国煤炭工业协会《2021煤炭行业发展年度报告》，2021年，我国建成煤制油、煤（甲醇）制烯烃、煤制气、煤（合成气）制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1672万吨/年、61.25亿立方米/年、675万吨/年。

其中，四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵作为模板剂或组合成分合成ZSM-5分子筛；四乙基氢氧化铵、四乙基溴化铵作为模板剂或组合成分合成SAPO-34分子筛。随着煤化工行业的持续发展，上述分子筛催化剂市场容量的扩大将带来模板剂需求的增加。

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