家庭保健制氧机利用空气制氧,干燥剂能吸水,双层玻璃实现隔热功能,涂料可以防起泡,这些生活中的熟悉场景都离不开一种特殊的材料——分子筛。
什么是分子筛?顾名思义她具有“筛分”分子的作用,其内部有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,可以把不同大小和形状的分子分开。分子有多大呢?我们日常知道的如氧气、氮气、水分子、氢气等,分子直径基本都是埃米级,即纳米的十分之一,非常非常小。在吸附领域,分子筛是如何做到在空气通过时,只让分子直径3.5埃的氧气通过,而将分子直径3.6埃的氮气、4埃的水分子等被吸附在分子筛中呢?这些通过巧妙的化学和物理变化形成的精细的孔道和孔穴,正是分子筛技术的难度所在。
准备登陆科创板市场的河南省科创板第一股——建龙微纳是国内吸附类分子筛行业引领者之一,公司通过自主研发与合作研发相结合,并积极推动产业化落地,形成以分子筛原粉、分子筛活化粉和成型分子筛为主的分子筛全产业链布局。中商产业研究院报告数据显示,2018年全球万吨以上产能分子筛吸附剂生产商仅9家,产能占比为全球产能64.75%,其中有3家是中国企业,建龙微纳在国内分子筛吸附剂市场处于龙头地位。
吸附领域技术优势明显,打造强势工业必需品
回顾中国分子筛发展历史,国内分子筛研究始于20世纪60年代,而此时的美国,分子筛已基本实现工业化,走在了世界前列。随着中国改革开放的推进,外资进入中国,给中国带来的新的发展机会。1988年上海环球分子筛有限公司成立了,这是由国际分子筛龙头企业UOP与上海分子筛厂合资成立,其中UOP占70%股权,该厂设计产能也由上海分子筛厂成立初期的十吨级提高至万吨级。自此A和X分子筛先进技术进入中国,大力推动了中国分子筛产业的发展。
国内的分子筛厂大部分诞生于20世纪90年代,建龙微纳成立于1998年,专注于分子筛吸附领域,近年来,公司制氢、制氧的分子筛产品在总营收中的占比逐步提升,2018年已超过50%,在制氧、制氢及吸附干燥等吸附领域优势较为明显。
“全世界248种分子筛,用于工业的20多种,我们有主要用于制氧制氢及深度脱水领域的A型、X型,且2018年国内市占率为11.24%及43.17%,合计市占率为16.92%,国内龙头地位显著。” 建龙微纳董事长李建波表示。
李建波继续说,在制氧领域,随着钢铁、煤化工、有色金属冶炼、玻璃等行业对燃料燃烧效率以及人们对生活品质要求的提高,工业制氧以及医疗保健吸氧被越来越广泛应用。目前主流的深冷空分和变压吸附方式制氧都需要使用到分子筛并定期更换,一般深冷空分制氧设备分子筛的更换周期为3-5年,变压吸附制氧设备分子筛的更换周期为 8-10 年,这意味着分子筛已经成为制氧行业的刚需产品,存在广阔的存量替换和新增市场需求”
攻克技术难关,加速进口替代
“技术的攻克并非易事,以Li-LSX(含JLOX-100,变压吸附制氧专用分子筛)产品为例,Li-LSX从研发到小试、中试、量产,经过了六七年时间,无数次的研发实验和生产调试,尤其是在最后的量产调试期,5度焙烧温度的差别就可能导致整批次产品的报废,每天损失多达几十万元,” 建龙微纳董秘李怡丹说到,“能做出来真的太不容易了,花了太多太多心血”。
从最终产品性能来看,Li-LSX产品相比传统5A 产品,氮气吸附容量和氧氮分离系数提高1倍以上,同样工况条件下氧气回收率是5A 分子筛的2倍以上,大幅提高了制氧效率。而JLOX-300(含 JLPM3,第三代深冷空分制氧专用分子筛),相比现有 13X 分子筛,分子筛装填量减少,切换周期从4小时提升到6小时,每作业6小时对吸饱和的分子筛通过加热方式使其再生,以1.5万方/每小时制氧量的设备计算,年节约能耗仅电就是80万度,可节约至少60万的电费成本。
稳定的产品质量及较低的售价为建龙微纳撬动国内分子筛进口替代市场打下了良好的基础,随着国内企业产品竞争力的加强和市场地位的逐步提升,制氢制氧分子筛的进口替代也悄然进行着。
过去,制氢制氧分子筛市场被霍尼韦尔 UOP、阿科玛的 CECA 和 Zeochem 等国际大型分子筛企业垄断。目前,建龙微纳的 JLOX-100(Li-LSX)系列、JLOX-300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。
“建龙微纳与国际龙头产品相比,产品技术指标和质量稳定性与国际龙头产品一致,但产品价格降低至少30%,所以市场竞争力非常强。”行业专业人士指出,“建龙微纳能做到质优价低主要得益于,一方面,他延续国际巨头的发展路径,采用分子筛全产业链布局,相对于分子筛活化粉和成型分子筛的制作,分子筛原粉技术门槛更高,且对分子筛活化粉和成型分子筛的质量具有决定性作用,打通全产业链有利于增强产品的一致性和降低成本。另一方面,他是国内分子筛产能靠前的企业中唯一采用分子筛全产业链布局的,且在技术研发上,以市场为导向,与国内众多分子筛行业顶级科研院所联合研发,推动研究的产业化落地,并坚持迭代式研发机制,与国内企业竞争优势较为明显。”
他继续说,“在2018年,行业中的一件大事,给中国分子筛企业尤其是龙头企业带来了新的发展机会。2018年上海环球分子筛有限公司在上海工厂土地30年租赁合同到期,所以工厂随之关闭,合资公司迁厂至张家港霍尼韦尔产业园,目前在中国市场主攻催化剂领域,与国内吸附领域分子筛企业形成错位竞争,这种错位竞争也从侧面反映了国产竞品的持续更新迭代,进口替代进一步加剧,给国际龙头带来了困扰,不排除国际巨头会逐步退出中国分子筛吸附市场。”
加快产业化进程,迭代式研发机制拓展下游市场
建龙微纳在A型、X型分子筛领域国内龙头地位显著,除此之外,还是第一家把H型分子筛工业化的企业,如公司与吉林大学、中国辐射防护研究院合作研发了核废水放射性元素脱除专用分子筛( JLDR 系列),可用于替代树脂处理,高效去除放射性核元素。
如何在市场中保持自己的竞争力?李建波认为,目前中国的分子筛基础研究并不亚于国外,行业内的顶级人才有1/3为华裔,吉林大学、北大、中科院大连化物所、复旦大学、浙江大学等基础研究都做得非常好。同时,他认为,国际龙头如UOP等都有百年历史,中国是在改革开放以后才推动工业化历程,仅40年历史,所以在工业化运用中还没有达到最好的阶段,中国在产业化这块一直处于跟跑状态。
“企业是以市场需求为导向的,通过需求推动研发及产业化落地才是正确的发展路径,所以对于中国企业来说,最应该考虑的是如何联合研发实现产业化落地。”李建波表示,“建龙微纳与中科院、吉林大学、北京科技大学等分子筛行业顶级研发人员保持长期的研发合作,并通过迭代式研发战略机制,即坚持‘生产一代、储备一代、研发一代’,保证每一代产品的技术水平始终处于领先地位。”
正是基于迭代的研发理念,公司还储备了多个分子筛新产品,包括H型、ZSM-5等,已获授权发明专利 11 项,在研项目9 项,这都为公司在行业更宽领域的拓展上做了充足的准备。
关于建龙微纳未来的战略方向,李建波明确表示,未来公司将持续专注于分子筛行业,在巩固制氧、制氢、吸附干燥等吸附领域的优势的同时,积极向氢气提纯、煤制乙醇、煤制丙烯等能源化工领域;钢厂等烟道烧结尾气脱硝、污染物资源化综合利用,柴油车尾气脱硝等环境治理领域;核废水处理、盐碱地土壤改良等生态环境修复领域拓展。（CIS）
