(报告出品方/作者:申万宏源研究,宋涛、马昕晔)
1.国内催化剂行业龙头,技术行业领先
1.1国内领先工业催化剂生产厂商,研发实力强劲
中触媒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、化工工艺服务企业。公司前身大连多相触媒于年成立,年正式投产BISO系列催化剂产品,年首次实现钛硅分子筛国产化,打破了国外高门槛的技术壁垒。年公司在新三板正式挂牌,并先后组建和并购了中催技术有限公司、中海亚环保材料有限公司,年8月在新三板摘牌,年公司在科创板上市。
股权结构:公司控股股东中触媒集团直接持有股份占公司股本总额的26.12%。公司实控人李进和刘颐静二人为夫妻关系,分别直接持有中触媒集团36.08%和22.44%股权,合计持有中触媒集团58.52%的股权。李进直接持有公司6.52%股权,刘颐静直接持有公司2.96%股权。两人合计控制公司25.67%股权。控股及参股子公司:公司拥有1家全资子公司和1家参股公司。其中,全资子公司中海亚成立于年12月2日,注册地为山东省菏泽市,主要负责环保型催化剂的生产、研发与销售,公司持有%的股权;参股子公司中催技术成立于年10月20日,注册地为山西省太原市,主要负责新型化工工业成套技术、分子筛、催化剂和化工产品(不含危险化学品)的技术开发、技术转让、技术推广、技术咨询和技术服务;委托生产、销售催化材料(不含化学危险品);化工产品(不含危险化学品)、煤炭的销售等业务,公司持有49%的股权。
公司主要产品为特种分子筛及催化剂、非分子筛催化剂、催化应用工艺及化工技术服务三大类,应用领域包括环境保护、能源化工等多个行业,其中特种分子筛及催化剂为公司报告期内的主要收入来源。作为我国工业催化剂生产领域的主要厂商之一,公司凭借优异的研发与生产能力成功在激烈的国际竞争中开拓了一席之地。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。以上产品得到了客户的广泛认可,降低了我国部分化工产品对国外的依赖程度,完善了我国相关行业的产业链,提升了我国部分重要产品的国产自主化水平。
公司具备完善研发体系及较强研发实力,研发人员占比23%。公司被认定为辽宁省省级企业技术中心、大连市绿色催化与分离工程重点实验室和大连市尾气净化吸附分离工程实验室。公司具有完善的研发体系,建立了严格的研发管理内部控制制度,确保研发从立项到完成的全过程管控。此外,公司与巴斯夫签署了技术合作协议,合作进行下一代脱硝分子筛的研发工作,代表公司产品研发领先。并与中国科学院大连化学物理研究所、大连理工大学等国内众多科研机构建立了密切的合作关系。年公司研发人员有人,同比年增长31人,年研发人员占比22.86%,同比年提升4.69pct。董事长作为发明人获得授权专利篇,参与公司主要研发工作。
1.2公司已有产品布局广,覆盖多行业的高附加值领域
公司产品主要覆盖了环保行业以及能源化工及精细化工的高附加值领域。环保领域中,公司产品主要应用于尾气处理环节。尾气脱硝是指脱除或降低燃料燃烧排放的氮氧化物的过程。目前公司产品主要应用于柴油车等移动源尾气排放的脱硝处理,主要产品类型为CHA结构分子筛,可以满足国六阶段排放标准。固定源脱硝产品目前已研发完成,已经逐步实现销售。能源化工及精细化工领域中,公司产品主要聚焦于石油催化裂化、烯烃异构化、己内酰胺、环氧丙烷、吡啶等化工产品的制备过程。公司产品技术水平较高,均为市场所需的技术迭代产品,其中环氧丙烷催化剂、吡啶合成催化剂已于部分客户中实现了对国外进口产品的替代,石油裂化分子筛已实现向巴斯夫等国际优质客户进行销售。
1)CHA结构分子筛
CHA分子筛属R3m空间群,孔道尺寸约为3.8,主要有SAPO-34和SSZ-13两种,其中SAPO-34为硅磷铝分子筛,SSZ-13为硅铝分子筛。公司主要CHA结构分子筛产品为SSZ-13,相比于SAPO-34具有良好的低温(℃)水热稳定性,因而得到更加广泛的应用。SSZ-13分子筛是优异的SCR催化剂。SSZ-13分子筛特殊的孔径(0.38nm)能够加速N2(0.nm)的产生而阻碍副产物N2O(0.nm)的形成,大幅度提高了SCR反应中N2选择性。并且SSZ-13分子筛具有良好的抗S性,因为SO2分子的动力学直径为(0.41nm)大于SSZ-13分子筛的孔径,使得SO2分子不能进入SSZ-13分子筛内部。
公司SSZ-13分子筛成本、性能及环保等优势显著优于传统钒基脱硝产品。公司SSZ-13分子筛具有反应活性高、无毒无害、环境友好的技术特点,在同等脱硝效率下,与传统贵金属催化剂相比具有显著的成本及可持续发展优势。此外,公司研发分子筛产品具有低温活性高,适用温窗宽,稳定性高,抗高温水热老化性能好的技术特点。
公司生产的移动源脱硝分子筛在宽温域下体现了良好的脱硝活性,在柴油车脱硝的反应条件下脱硝效率更强,已经在柴油车脱硝业务中进行了市场化应用,并取得了良好的效果,公司移动源脱硝分子筛产品有较高的技术与市场优势。从国内市场来看,公司是我国第一批移动源脱硝分子筛生产企业,布局在年以前,当时我国还未形成移动源尾气脱硝的大规模需求。公司为巴斯夫亚太区域脱硝分子筛主要供应商,由此推算公司移动源脱硝分子筛产品在我国占据市场份额较大。从国际市场来看,公司的移动源脱硝分子筛产品已实现多个市场的产品替代。根据韩国喜星催化剂集团提供的情况说明,喜星催化剂集团于年与公司建立业务合作关系,购买公司生产的移动源脱硝分子筛。在年之前,该产品由分子筛国际公司Zeolyst向喜星进行供应。自双方达成业务合作关系后,公司提供的移动源脱硝分子筛已占喜星该产品采购总量的60%,且仍有不断提升的趋势。公司提供的移动源脱硝分子筛已成功实现了对Zeolyst的产品替代。
2)TS-1钛硅分子筛
TS-1分子筛独特的孔道结构赋予其卓越的催化性能。TS-1分子筛是由硅铝分子筛中的铝原子部分被钛原子取代而形成的,属于正交晶系,具有与ZSM-5系列沸石分子筛相同的MFI拓扑结构。TS-1的骨架由8个五元环构成其基本的结构单元,棱边共用最终连成化学键,键键间经氧桥按对称面连接成片,最后二次螺旋轴将片与片连接组合成三维骨架结构。TS-1分子筛骨架中存在的Ti(Ⅳ)活性中心与H水溶液组成的体系对有机物的氧化反应具有择形催化作用,并且不会发生过度氧化。该体系条件温和,对环境友好,被广泛应用于有机物的氧化反应,如芳香化合物的羟基化、烯烃的环氧化、胺的氧化等。
己内酰胺HAO工艺有望成为未来主流工艺,带动TS-1分子筛市场持续扩大。目前己内酰胺的主要生产工艺包括拉西法(HSO)、一氧化氮催化还原法(NO)、磷酸羟胺肟化法(HPO)和氨肟化法(HAO)。其中,HAO更符合绿色化工的要求,对于原子的完全利用率更高,产品质量更高,拥有更好的发展前景,在兰花科技、巴陵石化、山西潞宝等大多数己内酰胺生产企业中进行应用。
环氧丙烷氯醇法工艺逐步淘汰,HPPO工艺(H2O2直接氧化法制备PO)有望实现存量产能替换和新增产能加速,核心催化剂TS-1分子筛市场有望不断扩张。氯醇法由于存在设备腐蚀严重、生产污水量大等问题,被列入《产业结构调整指导目录(年本)》限制类,已于年起禁止新建氯醇法装置。随着氯醇法工艺的退出,共氧化法和直接氧化法边际增量有望增大,而共氧化法受限于苯乙烯市场,直接氧化法有望成为未来主流工艺。
长期以来,己内酰胺和环氧丙烷的核心技术由国外化工企业掌握,尤其是催化剂的制备技术。技术壁垒的尚未突破带来成本上升,制约了国内相关产品的发展。公司成功攻克了己内酰胺催化剂生产制备过程中的关键技术难题,并于年完成40万吨丙烯环氧化制环氧丙烷的工业成果转化。公司生产的环氧丙烷催化剂成功打破了国外化工企业的技术壁垒,在国内大型环氧丙烷制备企业中得到应用,且催化效果良好,成为国内少数拥有自主技术的HPPO法催化剂生产企业之一。同时,公司拥有HPPO法环氧丙烷生产工艺,能够为客户提供从工艺技术路线到最终产品的全套工艺技术服务。
3)ZSM-35分子筛
ZSM-35分子筛可以催化正丁烯的异构反应,选择性高,稳定性好。ZSM-35分子筛属镁碱沸石类,正交晶系,具有一维10MR孔道0.42×0.54nm(沿方向)和一维8MR孔道0.35×0.48nm(沿方向)。在反应温度为-℃时,对异丁烯选择性可增加到90%以上,收率可稳定在30%以上上百小时。其高选择性和稳定性与其独特的孔结构有关,ZSM-35分子筛的椭圆形孔的尺寸大到足以使正构烯烃进入和使异构烯烃扩散,且小到能够抑制二聚、齐聚等副反应中间产物的生成,减少结焦过程的发生。
MTO联产MTBE可以充分利用副产的碳四烯烃,效率高且成本低,其中ZSM-35分子筛是该工艺的核心催化剂,将充分受益于装置的迭代升级。随着MTO行业发展,MTO装置副产的碳四烯烃也大多采用丁烯异构的路线,联产MTBE,本装置相对丁二烯抽提工艺具有以下特点:投资少,工艺流程简单,能耗低,经济效益高等。为整个MTO装置带来新的效益增长点。公司具有行业最完善的催化剂产业链,未来有望成为异构化催化剂领域领军者。公司从分子筛的合成、改性到催化剂制备、改性、有机物回收、废水处理等,都具备规模化生产线,同时拥有完善的质量控制体系。未来随着MTO行业的不断发展,会有更多的MTO装置面临碳四原料的深加工,目前由于抽提法流程长、能耗成本高,高性能异构催化剂市场将持续增加,公司有望充分受益于行业发展。
4)ZSM-5分子筛系列
ZSM-5是具有MFI三维立体骨架结构的硅铝分子筛。主要含两种交叉孔道,一种是沿着[]方向的十元环直孔道,孔径是5.1×5.5,另一种是沿着[]方向的十元环Zigzag形孔道,孔径为5.3×5.6,两种孔道交叉处的尺寸为9,此处是ZSM-5催化活性及强酸位集中处。特殊的骨架结构赋予其在柴油临氢降凝、加氢裂化、催化裂化、择形催化、低烃烷基化、异构化、芳构化、脱蜡降凝等领域均具备广阔的应用前景。
公司生产的ZSM-5分子筛及以ZSM-5分子筛制备而成的催化剂主要应用于醛(酮)氨法制备吡啶,作为吡啶及吡啶下游产品生产过程中的催化剂。独特的微孔结构和强酸中心使其成为具有酸催化择形性能的分子筛催化剂,不仅使积炭问题大为改观,而且吡啶及其衍生物产率提高到50%-65%。
5)Y分子筛、β分子筛
Y分子筛和β分子筛被广泛用作石油裂化催化剂。Y分子筛的孔道结构是由三维超笼、四面体走向和十二元环大孔组成的,具有开环选择性和裂解环状烃活性高的特点,可以用来生产高链烷烃含量尾油和最大量生产中间馏分油。β分子筛是顶部呈锯齿状的锐顶八面体或四方双锥结构,具有十二元环通道的无笼结构的开放系统,其孔道结构是三维十二元环孔道,使裂化产物容易脱附扩散,降低二次裂解的几率,可以降低尾油的链烷烃含量,对直链烃异构和石蜡烃裂解选择性好。
以中间馏分油产品为主(最大量生产航煤和柴油)加氢裂化技术,在相同工艺条件下,两种催化剂的平均反应温度基本相同,说明两种催化剂的活性基本相同,但β分子筛催化剂的选择性提高了2.0%,且柴油馏分的凝点降低10℃,这说明β分子筛催化剂具有更高的选择性和降低柴油凝点的特点。
将Y型分子筛与β型分子筛以质量比50∶50复合,制备成加氢裂化催化剂。在相同的工艺条件下,(Y+β)复合分子筛催化剂的反应温度与单独使用Y型分子筛降低了9~10℃,得到的产品性能更好,装置的运行周期得到提高,生产灵活性增大。并且,复合分子筛催化剂的中间馏分油选择性高,柴油凝点低,体现出更优异的加氢裂化性能。
前期炼油工艺和设备的改进速度落后于需求的变化,炼油行业对于催化剂的更新迭代提出了更高要求。催化剂在石油炼化中的裂化、加氢、重整等过程中都扮演着重要角色,石油炼化过程中各产品的转化率、油品质量、杂质比率均与催化剂质量有关。目前炼油行业中常用分子筛及催化剂如Y分子筛、β分子筛等催化剂产品的研发升级与质量改进则成为目前炼油行业的重要