纯化过滤专题报告之一:离子交换与吸附树脂行业报告纯现代工业生产中极致的魅力-20220320(43页).pdf

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1、 1 Xml 纯,现代工业生产中极致的魅力 纯化过滤专题报告之一:离子交换与吸附树脂行业报告 行业专题报告行业专题报告 | 化工化工 证券证券研究报告研究报告 2022 年 03 月 20 日 行业评级 超配 前次评级 超配 评级变动 维持 近一年行业走势近一年行业走势 相对表现相对表现 1 个月个月 3 个月个月 12 个月个月 化工 -7.34 -9.21 13.63 沪深 300 -8.28 -12.59 -14.80 化工: 上游资源+必选消费+电价套利化工行业周报 (20220307-20220313) 2022-03-14 化工: 成本推动生物柴油大幅度上涨化工新材 料 行 业 周

2、 报 ( 20220307-20220313 ) 2022-03-14 化工:碳纤维黑金时代,国产崛起化工新材 料 行 业 周 报 ( 20220228-20220306 ) 2022-03-07 -21%-11%-1%9%19%29%39%2021-032021-072021-11化工沪深300 核心结论核心结论 离子交换与吸附树脂是一种既有分离效果,又有精确选择性的吸附分离离子交换与吸附树脂是一种既有分离效果,又有精确选择性的吸附分离材料,兼具材料,兼具优异性能和高性价比。优异性能和高性价比。离交吸附树脂应用范围广泛,在工业水处理、生物医药、超纯水制备、食品植物提取、金属提取等领域均有涉及

3、。随着下游产业精细化程度提升,对产品纯度的要求也更加严格,推动分离纯化行业逐步增长。 2020年, 全球离子交换与吸附树脂市场规模为18亿美元,根据Markets and Markets预测,行业将以每年4.2%的增速增长,2025年可达22亿美元。目前,亚太地区占据全球最大的市场份额,42%;而至2025年,预计该占比将提升至50%。 多年踯躅低端领域,多年踯躅低端领域,2 21 1世纪迎来创新突破世纪迎来创新突破,进口替代,进口替代+ +本土化优势本土化优势开辟国开辟国内企业新打法内企业新打法。 在离子交换与吸附树脂发展的九十年间, 国内企业主要生产低端水处理产品,通过增加产量、压低价格抢

4、夺存量市场空间,利润被极致压缩, 企业艰难维持; 与之相对的是高端市场的增量空间被海外龙头瓜分,国内企业却无人触及。畸形的行业格局维持数十年,直至21世纪,部分头部企业尝试拓展高附加值产品, 也有创新者步入行业, 尽管目前新兴产品多为小规模生产,甚至还在产业测试认证阶段,但对行业来说,这是实现0的突破的伟大革新。为与海外巨头竞争,国内企业打造独有本土优势:一方面紧扣进口替代的主题,性能完美替代海外产品,却有更高性价比;还尝试另辟蹊径,开发材料+设备+工艺的一体化承包项目,打造个性化设计方案,更加贴合顾客需求。 下游下游市场高市场高需求需求高高潜力潜力,奠定奠定行业增量行业增量空间空间。在传统板

5、块,离交吸附树脂应用最广泛的领域为工业水处理,占比超过行业总量的65%,其下游电力行业的4%的发电装机容量年增长率将带来树脂需求的稳步提升,预计2025年,中国热电发电机水处理树脂消耗总量为8.74万吨。在新兴板块,参考2021-2025年全球/中国新能源汽车销量预测,可折合成28.8/18.7万吨提锂树脂需求; 而芯片行业、 核电行业的增长也将带动超纯水树脂需求增长至2027年的3.45万吨。 高附加值离子交换与吸附树脂国产化大势所趋。高附加值离子交换与吸附树脂国产化大势所趋。目前,国内高附加值离子交换与吸附树脂供应主要仍被跨国企业占据,下游进口依赖程度较高。一方面尖端行业核心原料被国外企业

6、垄断, 不利于产业链安全; 另一方面价格昂贵的进口树脂也间接提升分离纯化成本, 对下游产业新技术的规模化、产业化造成不利限制。无论从需求量、性价比、还是产业链安全角度考虑,分离纯化材料的国产化终为行业翘首以盼的目标。 建议关注:建议关注:蓝晓科技(300487.SZ),争光股份(301092.SZ)等。 风险提示:风险提示:技术升级遇到瓶颈;进口替代受阻风险;下游需求下滑风险;新产品替代风险;行业政策变化风险等。 行业专题报告 | 化工 2 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 索引 内容目录 一、离子交换与吸附树脂:纯,现代工业生产中极致的魅力. 5 1.1 精确选择与高

7、性价比,下游应用空间广阔 . 5 1.2 三梯队塑造行业格局,国产龙头争相奋前 . 7 1.3 全球最大离子交换树脂生产国,产能产量逐年提升 . 10 二、传统领域稳步增长,新兴赛道打破技术垄断 . 12 2.1 工业水处理:体量为王,电力行业发展推动树脂需求稳步攀升 . 12 2.2 湿法冶金:下游增长推进需求高增速,吸附交换法质优价廉 . 14 2.2.1 盐湖提锂,高锂价下的性价比之选 . 14 2.2.2 镓资源得天独厚,吸附法巩固开发优势 . 19 2.2.3 镍矿开采走向海外,吸附法辅助技术支持 . 21 2.3 生物医药:短板弥补,推动上游研发成果产业化 . 24 2.4 半导体

8、产业向中国转移,电子级超纯水树脂奠定产业化基础 . 29 2.5 核电装机多年全球领先,自主供应核级树脂守护产业安全 . 32 三、行业公司一览 . 35 3.1 蓝晓科技 . 35 3.2 争光股份 . 37 3.3 江苏苏青 . 39 3.4 淄博东大 . 40 3.5 漂莱特 . 40 3.6 陶氏化学(罗门哈斯) . 41 3.7 朗盛集团 . 42 四、风险提示 . 43 图表目录 图 1:常用吸附分离材料:硅胶、活性炭、离子交换与吸附树脂 . 6 图 2:离子交换树脂内部结构 . 7 图 3:离子交换与吸附树脂主要种类与下游应用 . 7 图 4:离子交换与吸附树脂材料发展历程 .

9、8 图 5:预计 2025 年,全球离子交换与吸附树脂市场规模将达到 22 亿美元 . 10 图 6:中国离子交换树脂产能逐年提升 . 11 图 7:中国离子交换树脂产量逐年提升 . 11 图 8:中国离子交换树脂仍部分依赖进口 . 11 图 9:中国离子交换树脂进出口产品单价差异巨大 . 11 3ZkXjU8ZvZoXoPoMnO8O8QbRsQmMmOnPkPrRnOiNnPpN9PmMuNuOqRmMuOsOmM 行业专题报告 | 化工 3 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 图 10:水处理领域为我国离子交换树脂最大需求领域,占比超过 65% . 12 图 11:

10、凝结水精处理的目的与意义 . 13 图 12:凝结水精制混床树脂处理技术 . 13 图 13:热电发电装机容量增长推动工业水处理树脂需求扩增 . 13 图 14:吸附分离材料主要用于湿法冶金过程中分离回收有用金属 . 14 图 15:全球盐湖锂资源占约 58%,伟晶岩资源占约 26% . 14 图 16:盐湖锂资源占我国储量 82% . 14 图 17:地表盐湖示意图 . 16 图 18:提锂厂房示意图 . 16 图 19:青海、西藏是中国最主要的锂资源分布地区 . 16 图 20:西藏盐湖锂浓度相对更高、镁锂比更低,资源禀赋好 . 16 图 21:需求量促使下,碳酸锂、氢氧化锂价格涨幅巨大(

11、元/吨) . 17 图 22:2025 年预计中国新能源汽车销量达 1168 万辆 . 18 图 23:2025 年预计全球新能源汽车销量达 1800 万辆 . 18 图 24:金属镓下游消费结构及用量占比 . 20 图 25:全球氮化镓器件市场规模增速高达 30% . 20 图 26:金属镓需求量和市场规模逐年增长 . 21 图 27:印尼、澳大利亚、巴西占全球镍储量 59%,中国仅 3.1% . 22 图 28:红土镍矿是最主要的镍金属来源 . 22 图 29:不锈钢为金属镍的目前最大下游领域,占比 70% . 23 图 30:中国镍金属自给率不足 10% . 23 图 31:红土镍矿开发

12、工艺流程 . 24 图 32:分离纯化在生物技术形成产品过程中的应用 . 25 图 33:生物产品售价与产物原始浓度成反比 . 25 图 34:主流生物分离与纯化技术 . 25 图 35:生物产品分离纯化一般工艺过程及各阶段的单元操作 . 26 图 36:GE Healthcare、Tosoh、Bio-Rad 占全球色谱填料市场的 50%. 26 图 37:2024 年全球和中国色谱填料市场规模预计分别为 29.9 亿美元和 2.1 亿美元 . 26 图 38:专利药到期带来仿制药市场增长潜力 . 27 图 39:2020 年仿制药占中国药品市场结构 63% . 27 图 40:2025 年全

13、球生物药市场规模可增长至 5301 亿美元 . 28 图 41:2025 年中国生物药市场规模可增长至 8332 亿元 . 28 图 42:2020 年中国工业大麻市场规模接近百亿 . 28 图 43:中国大麻二酚(CBD)市场增长率均超过 30% . 28 图 44:电子级超纯水制备工艺流程 . 29 图 45:超纯水制备设备 . 29 图 46:半导体领域为全球超纯水最主要市场,占比 45% . 30 图 47:预计 2025 年全球芯片行业市场规模达 6300 亿美元 . 30 图 48:2021 年中国集成电路产量同比增长 37.5% . 31 行业专题报告 | 化工 4 西部证券西部

14、证券 2022 年年 03 月月 20 日日 图 49:2020 年全球晶圆产能 2.6 亿片(等效 8 英寸晶圆) . 31 图 50:全球晶圆产能分布中,中国占比约 14% . 32 图 51:预计全球超纯水市场规模 2019-2027 CAGR 达 6.9% . 32 图 52:核电站用水需求一览 . 33 图 53:2011-2020 中国核电发电量 CAGR 为 18% . 34 图 54:2021 年中国核电总装机量为 5464 万千瓦时 . 34 图 55:公司业务涵盖多个领域 . 36 图 56:发展多年,公司产品覆盖多领域 . 38 图 57:公司成立以来,主要产品应用领域演

15、变情况 . 38 图 58:苏青集团连云港生产基地装备 . 39 图 59:苏青集团树脂成品仓库 . 39 图 60:淄博东大厂房生产全景 . 40 图 61:淄博东大工业水处理树脂产品 . 40 图 62:艺康 2021 年 12 月收购漂莱特 . 41 图 63:陶氏化学 2009 年收购罗门哈斯 . 41 图 64:2004 年,拜耳集团剥离部分业务成立朗盛集团 . 42 表 1:吸附分离法优点众多,适用于多个下游领域 . 5 表 2:离子交换树脂的再生方式 . 7 表 3:吸附分离材料行业竞争格局 . 9 表 4:全球盐湖锂矿供给情况 . 15 表 5:全球主流卤水提锂工艺对比 . 1

16、7 表 6:2021-2025 年中国/全球新能源汽车提锂树脂需求量测算 . 18 表 7:涉及盐湖提锂业务主要上市公司 . 19 表 8:中国粗镓产量超过全球 95% . 20 表 9:2021-2025 年中国/全球新能源汽车提镍树脂需求量测算 . 22 表 10:硫化镍矿与红土镍矿开发工艺对比 . 23 表 11:分离纯化工段萃取法与吸附法工艺对比 . 24 表 12:2020-2026 专利药到期情况 . 27 表 13:我国电子级水质标准 . 29 表 14:电子级超纯水精制混床离子交换树脂性能要求 . 30 表 15:2021-2025 年中国/全球电子级超纯水树脂需求量测算 .

17、31 表 16:2021-2025 年全球超纯水树脂市场规模&需求量测算 . 32 表 17:核级树脂主要指标 . 33 表 18:CANDU6 重水堆核电站各系统年产生最多废树脂统计 . 34 表 19:2021-2030 年中国核级超纯水树脂需求量测算 . 35 表 20:蓝晓科技主要产品与服务 . 36 表 21:公司核心技术均为自主研发 . 37 表 22:苏青现有 6 万立方米/年离子交换树脂产能 . 39 行业专题报告 | 化工 5 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 一、离子交换与吸附树脂:一、离子交换与吸附树脂:纯,现代工业生产纯,现代工业生产中极致的魅中

18、极致的魅力力 1.1 精确选择与高性价比,精确选择与高性价比,下游下游应用空间广阔应用空间广阔 离子交换与吸附树脂行业系提取分离行业的子行业。离子交换与吸附树脂行业系提取分离行业的子行业。 由于天然存在或人工合成的物质大多为混合物,在工业生产的过程中经常需要通过分离对其进行提炼和纯化。主流提取分离方法包括离子交换与吸附分离法、溶剂法、蒸馏法、沉淀法、升华法等,应用贯穿于工业生产的全行业。 表 1:吸附分离法优点众多,适用于多个下游领域 提取分离方法提取分离方法 基本原理基本原理 优缺点优缺点 离子交换与 吸附分离法 利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择吸附的能力,将其富集在吸附剂表面 优点

19、:效果好、污染物易于回收,其中吸附树脂的物理结构便于设计,适用范围很广; 缺点:吸附剂需要再生,工艺较为复杂,运行费用较高 溶剂法 根据被提取成分在不同溶剂中的溶解度不同,选用对有效成分溶解度大, 对杂质成分溶解度小的溶剂,将有效成分溶解出来 优点:能简便的分离原混合物; 缺点:对溶剂的选择要求很高,难以找到合适又经济的溶剂,提取困难,提取效率低 蒸馏、分馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物; 分馏是利用物质的沸点不同, 将所需要的物质提取出来 优点:流程、设备、操作等方面的技术都比较成熟,成本低而产量大,设备及操作都比较简单; 缺点:只适用于具有挥发性的,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,与水不

20、发生反应成分的提取,适用范围小 沉淀法 利用沉析剂使生化物质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体的过程 优点:操作简单、经济、浓缩倍数高; 缺点:分离度不高、选择性不强 升华法 用高温将所需要的物质升华, 然后通过冷凝提纯的方法 优点:升华可得到较高纯度的物质; 缺点:操作时间较长,产品损失较大,不适合大量产品的提纯 资料来源:争光股份招股书,西部证券研发中心 在各类提取分离技术中,吸附分离技术既有分离效果,又有精确选择性吸附分离技术既有分离效果,又有精确选择性,与混合物接触时能够吸附其中的目标物而不吸附其他物质,或对不同的物质具有不同的吸附力,在下游用户的生产工艺流程中可发挥特殊的选择性吸附

21、、分离和纯化等功能。根据不同需求,常用的吸附分离材料包括活性炭、硅胶、离子交换与吸附树脂: 活性炭:活性炭:工艺简单、成本较低,以物理吸附为主,无选择性; 硅胶:硅胶:具有极强的亲水性,主要用于除湿领域;物理吸附来自于硅胶表面与溶质分子间的范德华力,化学吸附主要是硅胶表面硅羟基与待分离物质间的氢键作用。 离子交换与吸附树脂:离子交换与吸附树脂:有特定吸附能力,吸附效率高,适用范围广;性质稳定不受无机物影响,结构上易于设计;再生简便、使用周期长,不会产生二次污染。 行业专题报告 | 化工 6 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 图 1:常用吸附分离材料:硅胶、活性炭、离子交

22、换与吸附树脂 资料来源:营垒化工,金绿源环保科技,西部证券研发中心 离子交换与吸附树脂的优异性能和高性价比使其成为吸附分离材料中应用最广泛的产品,离子交换与吸附树脂的优异性能和高性价比使其成为吸附分离材料中应用最广泛的产品,发展空间巨大。发展空间巨大。按是否含有活性交换基团,离子交换与吸附树脂分为离子交换树脂与吸附树脂: 1) 离子交换树脂具有交换基团。离子交换树脂具有交换基团。在离子交换树脂的内部结构中,一部分为树脂由单体经交联聚合成不溶性的三维空间网状骨架,其化学性质稳定,也是离子交换树脂的主要成分,具有高比表面积、高孔隙度的形貌和结构特性;另一部分为功能基团(活性基团) ,连接在高分子骨

23、架上,由活动离子和固定离子组成。当树脂与溶液接触的时候,溶液中的可交换离子与离子交换树脂上的抗衡离子发生交换,利用吸附剂内部末端官能团的选择吸附性,优先吸附环境中其它物质的分子或离子,再使用特定的解析剂使其从吸附剂表面脱附,即可达到分离和富集的效果。 2) 吸附树脂不具有交换基团。吸附树脂不具有交换基团。吸附树脂是在离子交换树脂基础上发展起来的一类不含活性基团的高分子吸附剂。其吸附性是由范德华引力或产生氢键的结果,吸附性能类似于活性炭。不同极性、不同孔径的树脂对不同种类的化合物的选择性不同,从而达到分离纯化的目的。其形成的物理化学作用使得被吸附的物质较易从树脂上洗脱下来,树脂本身也容易再生。因

24、此,吸附树脂具有选择性好、机械强度高、再生处理方便、吸附速度快的优点。 不同的结构和性质塑造了不同类型的离子交换与吸附树脂。不同的结构和性质塑造了不同类型的离子交换与吸附树脂。 根据树脂孔结构分为凝胶型树脂和大孔型树脂;根据骨架结构形成的极性分为强极性、极性、中等极性、非极性等 5 类树脂;根据活性基团解离出的离子分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂;根据所带活性基团的性质分为强酸阳离子树脂、弱酸阳离子树脂、强碱阴离子树脂、弱碱阴离子树脂、螯合树脂、两性树脂及氧化还原树脂。不同种类的树脂性质决定了其不同的应用领域,包应用领域,包括湿法冶金、生物医药、环保、食品及饮用水、工业水处理、核工业和电子括

25、湿法冶金、生物医药、环保、食品及饮用水、工业水处理、核工业和电子等。 行业专题报告 | 化工 7 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 图 2:离子交换树脂内部结构 图 3:离子交换与吸附树脂主要种类与下游应用 资料来源:蓝晓科技募集说明书,西部证券研发中心 资料来源:争光股份招股书,西部证券研发中心 离子交换树脂的合成一般分为两个过程,首先是制备高分子聚合物骨架,再在骨架上引入活性基团。常规工艺中,制备高分子骨架一般采用悬浮聚合、单次交联的工艺常规工艺中,制备高分子骨架一般采用悬浮聚合、单次交联的工艺;例如苯乙烯树脂的合成就是使苯乙烯和交联剂二乙烯苯在水中悬浮状态下聚合成

26、白球, 再通过化学反应向骨架上引入活性基团。如果使用浓硫酸处理白球,则可得到磺酸型阳离子树脂;如果先使用氯甲醚进行氯甲基化处理后再用胺处理, 则可得到碱性强弱不同的各种阴离子树脂。除常规工艺外,还有使用已经具备活性基团的单体经聚合一步制得树脂除常规工艺外,还有使用已经具备活性基团的单体经聚合一步制得树脂;例如丙烯酸系树脂基体就是由丙烯酸甲酯和交联剂二乙烯苯共聚而成, 基体经过特定化学反应即可转变为阳/阴离子交换树脂。 树脂饱和后可再生恢复性能,再生剂比耗用于衡量再生效率。树脂饱和后可再生恢复性能,再生剂比耗用于衡量再生效率。当离子交换树脂绝大部分可交换离子发生了交换,则表明树脂已经达到饱和,需

27、要用相应的盐、酸或碱再生以恢复其工作能力。一般用再生剂耗(盐耗、酸耗或碱耗)和再生剂比耗来衡量树脂的再生能力。再生剂耗(g/mol)是在失效的树脂中再生每摩尔交换基团所耗用的再生剂质量;再生剂比耗(mol /mol)是在树脂中再生每摩尔交换基团所耗用的 HCl 或 NaOH 的物质的量,通常以无量纲形式表示;再生剂比耗越接近于再生剂比耗越接近于 1,再生效率越高,再生效率越高。 表 2:离子交换树脂的再生方式 再生方式再生方式 分类分类 再生工艺解读再生工艺解读 固定床再生 顺流再生 再生液和处理液流动方向相同 逆流再生 再生液和处理液流动方向相反 混合床再生 体内再生 在混合床失效后,将树脂

28、用水力移送到交换器外的专用再生装置中进行再生,然后再移回交换器中 体外再生 树脂失效后在交换器内进行再生 资料来源: 离子交换树脂在废水处理中的综合应用 ,西部证券研发中心 1.2 三梯队塑造行业格局,国产龙头争相奋前三梯队塑造行业格局,国产龙头争相奋前 离子交换与吸附树脂至今已发展近离子交换与吸附树脂至今已发展近 90 年。年。1935 年,英国人 B.A.Adams 和 E.L.Holmes最早发布了缩聚制备酚醛树脂和苯胺甲醛树脂的方法,通过研究树脂的离子交换性能,发现其可以使水不经过蒸馏而脱盐,减少了操作流程还节约能源,自此开创了离子交换树脂1944 年,美国人 DAlelio 发明了苯

29、乙烯系和丙烯酸系加聚型离子交换树脂合成技 行业专题报告 | 化工 8 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 术,较缩聚型离子交换树脂性能优越且经济性高,开拓了当今主要离子交换树脂制造方法的基础。 图 4:离子交换与吸附树脂材料发展历程 资料来源:华经产业研究院,西部证券研发中心 中国对离子交换与吸附树脂的研究起步于中国对离子交换与吸附树脂的研究起步于 20 世纪世纪 50 年代年代。1956 年,吸附分离材料泰斗何炳林院士回国至南开大学任教,并成功研发出 10 余种离子交换树脂;1958 年后,南开大学化工厂、上海树脂厂开始生产离子交换与吸附树脂,在国内正式投入工业化生产。

30、1985-1998 年是中国离子交换树脂行业的黄金时期,企业快速发展,产品产能、品种、应用领域也得到了极大的拓展。然而,自 1998 年后,市场招投标法执行带来了恶性低价竞争的恶果,中国离子交换树脂行业进入了混乱期;这一时期企业争相低报价抢夺市场,破坏了国内市场的健康价格体系,与之对应的是环保费用、人力成本、原料价格的增长,诸多企业在利润的极致压缩下相继倒闭。 与国内企业泥沼中与国内企业泥沼中混战的混战的景象不同,进入中国市场的外企选择了另一条路。景象不同,进入中国市场的外企选择了另一条路。由于西方国家对于环保治理、能耗控制的高要求以及原料的不易获得,海外离子交换与吸附树脂企业纷纷将目光投向了

31、原料丰富质优、环保费用低的中国。1995 年漂莱特与争光合资建设浙江湖州三分厂,1998 年罗门哈斯也与上海树脂厂合资建厂;但由于价值取向相反,且合资达成后控制人基本为外资,其在合资入驻后就逐步放弃常规工业水处理领域,开始抢夺需求快速增长的中国新兴市场,凭借高技术壁垒、高附加值的中高端产品垄断市场,中国的合作方则元气大伤。一方面是低廉的生产与环保成本,另一方面是国内企业难以触及的广阔新兴市场,外资在中国市场如鱼得水,而原本就艰苦支撑的国内企业更是无力追赶,对新兴市场中获取丰厚利润的外资望尘莫及。 进入进入 21 世纪后,国内头部企业世纪后,国内头部企业崛起,跳出工业水处理崛起,跳出工业水处理红

32、海市场红海市场。意识到低价竞争的不可行后, 中国离交树脂龙头企业终于改变竞争策略, 从加强技术创新投入入手, 推动新产品、新技术在新兴领域的应用,国产吸附分离材料和技术得到了较快发展。目前,吸附树脂、吸附树脂、 行业专题报告 | 化工 9 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 螯合树脂、酶载体等大量特殊功能吸附分离树脂已经成功国产化和产业化螯合树脂、酶载体等大量特殊功能吸附分离树脂已经成功国产化和产业化,各类吸附分离材料的产量不断增加。国内领先企业逐渐打破超纯水、生物医药等领域中陶氏、朗盛、三菱等跨国企业多年来的垄断,部分企业除在国内市场保持了较高的市场占有率,部分原创技术

33、在合成和应用方面还达到国际先进水平,出口国外。 当前当前全球离子交换与吸附树脂行业的企业主要分为三个梯队全球离子交换与吸附树脂行业的企业主要分为三个梯队: 1) 第一梯队以美国陶氏化学、德国朗盛、英国漂莱特、日本三菱化学为代表的老牌跨国第一梯队以美国陶氏化学、德国朗盛、英国漂莱特、日本三菱化学为代表的老牌跨国企业,企业,其凭借产品线完整、技术领先、研发能力强、历史悠久等优势,占据高端市场大部份市场份额,产品价格高且利润丰厚; 2) 第二梯队以国内蓝晓科技、争光股份、江苏苏青、淄博东大等企业为代表的国产行业第二梯队以国内蓝晓科技、争光股份、江苏苏青、淄博东大等企业为代表的国产行业龙头,龙头,部分

34、自主核心产品性能已达到行业领先水平,具备较强市场竞争力;在逐步实现国内市场进口替代同时,凭借产品可靠的质量和稳定的性能,在国际市场上的品牌影响力和美誉度不断扩大; 3) 第三梯队是国内外众多中小第三梯队是国内外众多中小规模离子交换与吸附树脂生产企业规模离子交换与吸附树脂生产企业,资金和技术实力有限,整体竞争能力较弱,产品主要集中在工业水处理领域;其主要提供配套服务,部分也以自有品牌对外销售,大多分布在中国及印度等国家。 表 3:吸附分离材料行业竞争格局 竞争格局竞争格局 企业类型企业类型 市场布局市场布局 企业特点企业特点 代表企业代表企业 简介简介 第一梯队 国际厂商 全球布局 企业技术研发

35、实力雄厚、工艺先进,生产规模较大,在高端领域具有较高的市场占有率。依靠其技术和品牌在市场上具有较强竞争力,树脂价格远高于国产树脂价格 美国陶氏化学 多元的化学公司, 也是国际上品种最齐全的离子交换与吸附树脂制造商,其产品广泛应用于各主要领域,在集成电路用超纯水、核电领域具有较强竞争力 德国朗盛 前拜耳特种化学品部,全球主要的离子交换树脂供应商之一,产品品种丰富,专注于高端领域,在螯合树脂和均匀粒度技术方面具有优势 英国漂莱特 全球规模最大的专门生产离子交换树脂的企业,产品主要用于电力、电子、化工等行业的水处理,此外还广泛运用于冶金、医药、食品加工、催化等行业 日本三菱化学 产品品种较多,具备多

36、类离子交换与吸附树脂的合成及应用技术,在大孔吸附树脂、酶载体和螯合树脂领域具有较大优势 第二梯队 国内头部厂商 以自有品牌对外销售,市场以国内为主, 不断开拓境外市场 研发实力较强,工艺成熟、生产规模较大、产品种类齐全,具有较强的供货能力,竞争优势明显,为行业领先企业 蓝晓科技 国内吸附分离树脂的领军企业,注重研发,在湿法冶金、制药、食品加工、环保和化工等五大新兴应用领域实现了产业化发展 争光股份 国内老牌离子交换与吸附树脂企业, 在工业水处理具有较高的市场份额,已在食品及饮用水、核工业、电子、生物医药、环保、湿法冶金等应用领域实现了产业化发展 江苏苏青 国内最大的离子交换树脂生产厂商之一,产

37、品以离子交换树脂为主,也生产吸附树脂、螯合树脂等其他种类的特种树脂 淄博东大 国内最大的离子交换树脂制造商之一, 已开发生产强酸、 弱酸、 强碱、弱碱以及螯合、吸附树脂等,主要市场在水处理领域 第三梯队 区域性中小企业 主要为第二梯队配套生产, 部分也以自有品牌对外销售 生产规模较小、产品种类较单一,主要集中在工业水处理领域 企业数量较多,主要分布在中国及印度 资料来源:争光股份招股书,西部证券研发中心 行业专题报告 | 化工 10 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 1.3 全球最大离子交换树脂生产国,产能产量逐年提升全球最大离子交换树脂生产国,产能产量逐年提升 亚太地

38、区增长带动全球市场规模攀升。亚太地区增长带动全球市场规模攀升。根据 Markets and Markets,2020 年全球离子交换与吸附树脂市场规模为 18 亿美元,预计将以每年 4.2%的增速增长至 2025 年的 22 亿美元。其中亚太地区人口和终端产业增长带来的高需求,是带动全球行业规模发展的重要因素。2021 年,亚太地区以 42%的份额主导离子交换与吸附树脂市场,预计这一比例 2025年将达到 50%(Markets and Markets) 。此外,根据 Research and Markets 预测,2026年中国市场将达到 5.34 亿美元,占全球 23.2%。 图 5:预计

39、 2025 年,全球离子交换与吸附树脂市场规模将达到 22 亿美元 资料来源:Markets and Markets,西部证券研发中心 中国是全球最大的离子交换树脂生产国。中国是全球最大的离子交换树脂生产国。从产能分布情况来看,根据争光股份统计,老牌龙头跨国企业陶氏化学、朗盛、漂莱特、三菱化学、住友化学等的产能合计占全球 46%;而中国约占全球产能的中国约占全球产能的 47%,其中蓝晓科技、江苏苏青、淄博东大、争光股份等企业合计产能全球占比约 46%。目前全国有 20 多家离子与吸附树脂生产企业,2019 年国内离子交换树脂产能、产量分别为 45.1、33 万吨,开工率超过 70%;2010-

40、2019 年产量 CAGR为 6.07% 。 行业专题报告 | 化工 11 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 图 6:中国离子交换树脂产能逐年提升 图 7:中国离子交换树脂产量逐年提升 资料来源:争光股份招股书,观研天下,西部证券研发中心 资料来源:争光股份招股书,观研天下,西部证券研发中心 国内行业快速发展,高端产品仍依赖进口。国内行业快速发展,高端产品仍依赖进口。2019 年,中国离子交换树脂出口量 11.94 万吨,进口量 1.7 万吨。尽管出口量远高于进口量,但价格差异巨大。2019 年我国离子交换树脂进口均价为 1 万美元/吨,出口均价仅 2300 美元/吨,

41、相差 4 倍,高端产品尚有较大的进口替代空间。近年来,为突破“卡脖子”的技术限制,国家对新材料、高端产业大力支持,政策推动下行业发展迅速,国产材料性能、生产工艺也不断提高,应用领域也逐渐从工业水处理领域拓展到食品、核工业、电子、生物医药、环保、湿法冶金等新兴领域。 图 8:中国离子交换树脂仍部分依赖进口 图 9:中国离子交换树脂进出口产品单价差异巨大 资料来源:华经产业研究院,西部证券研发中心 资料来源:中国海关,西部证券研发中心 新兴应用领域对材料性能、应用工艺的要求高于传统工业水处理领域,且利润更高,只有新兴应用领域对材料性能、应用工艺的要求高于传统工业水处理领域,且利润更高,只有综合技术

42、实力雄厚的厂商才能具备在新兴领域展开竞争的能力。综合技术实力雄厚的厂商才能具备在新兴领域展开竞争的能力。目前,全球离子交换与吸附树脂行业产业已进入持续创新发展的阶段。尽管我国起步较晚,国内大多数企业在生产规模、研发能力和资金投入等方面难以与全球领先企业全面竞争。但随着国家对产业进口替代的引导,企业研发投入的不断加大,和下游需求的旺盛增长,行业龙头企业在新兴应用领域持续发力,多领域实现技术突破,逐步打破跨国企业的进口垄断。 29.734.835.2 35.537.338.340.341.542.745.10%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%051015202530354045

43、502010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019中国离子交换树脂产能(万吨)增长率(右轴)19.422.323.223.724.925.827.329.030.433.00%2%4%6%8%10%12%14%16%051015202530352010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019中国离子交换树脂产量(万吨)增长率(右轴)0.861.031.16 1.19 1.13 1.11 1.161.321.451.706.937.967.568.049.039.238.969.9310.331

44、1.94-10%-5%0%5%10%15%20%25%024681012142010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019中国离子交换树脂进口量(万吨)中国离子交换树脂出口量(万吨)进口量增长率(右轴)出口量增长率(右轴)0200040006000800010000120001992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016 2019进口单价(美元/吨)出口单价(美元/吨) 行业专题报告 | 化工 12 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 二、二、传统领域稳步增长,新兴赛道打破技术垄

45、断传统领域稳步增长,新兴赛道打破技术垄断 2.1 工工业水处理:体量为王,电力行业发展推动树脂需求稳步攀升业水处理:体量为王,电力行业发展推动树脂需求稳步攀升 离子交换树脂最早是被应用于工业水处理领域,经过几十年的发展,普通工业水处理成为普通工业水处理成为树脂使用量最大、应用最成熟的领域树脂使用量最大、应用最成熟的领域。因该领域生产技术和设备的门槛低,国内大多数吸附材料生产商均掌握了技术含量较低的用于普通工业水处理的离子交换树脂的生产和应用技术,实现工业化生产,竞争者主要是综合技术实力较弱、规模较小的低端离子交换树竞争者主要是综合技术实力较弱、规模较小的低端离子交换树脂生产企业脂生产企业。这些

46、企业大部分不注重研发与创新,仅以扩大规模、提高产量、降低价格、压缩利润为主要手段集中竞争,抢夺市场空间,造成行业利润较低。而在高端工业水处理领域,龙头吸附材料生产商陶氏杜邦、德国朗盛和日本三菱等跨国公司的研究及产业化已经非常成熟,并长期垄断了高端工业水处理吸附材料的合成和应用技术,如运用于化工厂凝结水精处理及电厂发电机组内冷水处理等领域的离子交换树脂生产技术。 普通工业水处理板块普通工业水处理板块仍是仍是离子交换与吸附树脂离子交换与吸附树脂最重要领域,最重要领域,占占总需求总需求 65%。电力行业是普通工业水处理树脂应用比例最大的行业, 应用范围包括火力发电厂补给水处理和凝结水精处理;少部分用

47、于循环水和发电机内冷水的处理。分析离子交换与吸附树脂在火力发电厂补给水处理领域的应用原理,是由于在企业生产过程中,锅炉水中含有的杂质 Ca2+、Mg2+、K+、Na+等阳离子和 Cl-、SO42-、PO43-、NO3-、SiO22-等阴离子在高温下会生成碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁和硅酸镁等难溶物质,沉积在锅炉受热面而结成水垢,使受热面生成鼓包、孔斑,导致沸腾管和垂彩管破裂,不仅危害锅炉的安全运行,还增加了锅炉的维修成本。因此,进入锅炉的水必须进行处理,以除去水中阳离子和阴离子。离子交换树脂作为一种带有特殊功能基团的高分子聚合物,特别适合于用于去除这些杂质离子,氢型阳离子交换树脂交换去除阳离子并释

48、放出 H+,阴离子交换树脂交换去除阴离子并释放出OH-,H+和 OH-中和反应生成水。该处理过程使得经过离子交换树脂处理的水不产生新的该处理过程使得经过离子交换树脂处理的水不产生新的物质,即可完成对离子的去除。物质,即可完成对离子的去除。 图 10:水处理领域为我国离子交换树脂最大需求领域,占比超过 65% 资料来源:智研咨询,西部证券研发中心 在中高端工业水领域中,随着电力行业发电机组的参数和容量越来越大,对电厂水质提出在中高端工业水领域中,随着电力行业发电机组的参数和容量越来越大,对电厂水质提出了更高要求了更高要求。 由于凝结水水量约占锅炉总给水量的 90%以上, 凝结水处理的精度和深度决

49、定锅炉给水品质的好坏, 成为电厂水处理的重要环节。 凝结水精处理一般在高流速下进行,运行温度高,且每个周期凝结水精处理树脂都要进行空气擦洗、分层、输送等过程,因此11.1111.4812.813.3714.163.23.323.73.874.221.671.741.932.022.141.051.091.111.121.14024681012141620142015201620172018水处理(万吨)吸附领域(万吨)催化剂领域(万吨)其他领域(万吨) 行业专题报告 | 化工 13 西部证券西部证券 2022 年年 03 月月 20 日日 对树脂的机械强度、交换速度、耐热性提出了更高的要求,而

50、耐温性好、强度高的大孔型均粒树脂即显示出突出优势。此外,随着近年来大容量、亚临界、超临界发电机组的投入运行,对发电机内冷水品质的要求越来越高。针对内冷水的低 pH 值,需要让内冷水通过装有阴、 阳离子交换树脂的混合离子交换器, 以除去杂质离子, 降低电导率和 Cu2+含量。这种适用于发电机内冷水处理用的高强度离子交换树脂是经水力分选、过筛、酸碱盐和有机溶剂反复处理后,大幅度降低树脂中的低聚合物含量而成的树脂,具有机械强度高、颗粒均匀的特点。 图 11:凝结水精处理的目的与意义 图 12:凝结水精制混床树脂处理技术 资料来源:蓝晓科技官网,西部证券研发中心 资料来源:蓝晓科技官网,西部证券研发中

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