化工行业：贵金属催化剂，有机工业的“心脏”

华安证券研究所华安研究•拓展投资价值1首席分析师：刘万鹏S00105200600042021年6月9日华安证券研究所贵金属催化剂：有机工业的“心脏”证券研究报告 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值2证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明核心观点贵金属催化剂作为有机合成领域重要的催化材料，市场前景广阔。催化反应是有机化学反应中的重要环节，贵金属催化剂由于其无可替代的催化活性和选择性，下游应用十分广泛，在石油、化工、医药、农药、食品、环保、能源、电子等众多领域中均占有极其重要的地位。作为国内精细化工领域具有技术优势的贵金属催化剂制造和催化合成技术研究开发企业，凯立新材受益于行业整体快速发展带来的广阔市场前景。贵金属催化剂领域国际巨头垄断全球市场，国内产品逐步实现进口替代。国外贵金属催化剂的生产已经有上百年历史，国际知名的贵金属催化剂制造商的产品种类繁多且性能优良，产品具有很强的竞争力，几乎垄断了全球高端的贵金属催化剂市场。而近年来，随着我国贵金属催化剂企业生产技术的进步以及下游需求的增加，我国贵金属催化剂行业获得快速发展，不断实现贵金属催化剂产品的进口替代。贵金属催化剂行业也像更加绿色环保、更高性能、生产更专业化等方向发展。凯立新材掌握核心技术，产业化布局前景可期。公司以技术创新驱动作为发展战略，不断强化新技术和新产品研究开发，历经多年经营，积累了多项核心技术并实现产业化发展具有技术优势。公司始终高度重视技术研发对公司业务发展的推动作用，每年投入大量经费进行新技术、新产品的研发工作，人才储备充足，具有人才优势。目前可比公司估值远超发行价对应估值。推荐关注贵金属催化剂产业链：凯立新材风险提示：技术风险；贵金属价格波动风险；下游客户领域较为集中的风险 oPyQuNoNqPoNoQrMrMoMmQ7NbPbRoMmMoMmNeRrRoQkPnNyRbRqRnRvPmMpQuOpOtQ华安证券研究所华安研究•拓展投资价值3证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明CONTENTS010204贵金属催化剂：有机工业的“心脏”下游应用领域前景良好，推动行业需求增长凯立新材：掌握核心工艺，技术储备深厚03国际巨头垄断全球市场，国内产品逐步实现进口替代 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值4一、贵金属催化剂：有机工业的“心脏”证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明贵金属催化剂 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值5证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明1.1 贵金属催化剂：有机合成领域重要催化材料料图表1 贵金属催化剂评价指标催化反应是许多化学反应特别是有机化学反应中的重要环节，而催化剂是催化反应的“心脏”和基础，是一种能改变化学反应速度而本身又不参与反应最终产物的新材料。相比非贵金属材料催化剂，贵金属催化剂具有不可替代的催化活性、良好的选择性、使用安全性、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，且废旧催化剂中所含贵金属可循环回收加工，是目前有机合成领域最重要的一类催化材料。•贵金属催化剂以产品活性、选择性、稳定性、使用寿命为关键评价指标。•贵金属催化剂的催化活性组分主要以铂（Pt）、钯（Pd）、钌（Ru）、铑（Rh）、铱（Ir）等为主资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所关键评价指标产品活性选择性稳定性使用寿命贵金属材料催化剂特性不可替代的催化活性良好的选择性耐高温、抗氧化、耐腐蚀使用安全性废旧催化剂中所含贵金属可循环回收加工图表2 贵金属催化剂优良特性资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值6按催化反应类别，贵金属催化剂可分为多相催化剂和均相催化剂两大类。其中多相催化剂分为24个规格，由于制备工艺不同，不同规格细分累计161种；均相催化剂细分为57种，共计218种。•多相催化剂是目前工业中使用比例最高的催化剂，一般由活性组分、助剂和载体组成。在全部催化反应过程中，多相催化反应占80%左右。•公司均相催化剂以铂族金属无机化合物或有机金属配合物为主。证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明1.2 贵金属催化剂主要分为多相催化剂和均相催化剂两大类图表3 多相催化剂和均相催化剂对比类别物态生产用时主要典型产品产品示例图多相催化剂一般为不溶性固体物，其主要形态为多孔无机载体负载活性金属或氧化物用时1-5 天，2-3 天用时的产品居多钯炭催化剂（Pd/C）铂炭催化剂（Pt/C）铑炭催化剂（Rh/C）钌炭催化剂（Ru/C）其他载体类贵金属催化剂均相催化剂通常为可溶性化合物，如氯化钯、氯化铑、醋酸钯、羰基铑、三苯膦羰基铑、碘化铑等用时1-3 天四（三苯基膦）钯；醋酸钯；辛酸铑；三（三苯基膦）氯化铑；乙酰丙酮二羰基铑；[1’1-双（二苯基膦）二茂铁] 二氯化钯；二（三苯基膦）二氯化钯；氯亚铂酸钾；卡斯特催化剂；氧化铂；(s)-[2,2′-双（二苯基膦）-1,1′-联萘]二氯化钌；（1,5-环辛二烯）氯化铱（I）二聚体；二碘对伞花烃钌；双（二叔丁基4-二甲基氨基苯基膦）氯化钯（Pd-132）资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值7贵金属催化剂的上游主要涉及贵金属矿产、载体研制等。•贵金属在全球属于稀缺资源，贵金属催化剂的主要原材料是铂、钯等贵金属原料，而我国在铂族金属资源上属于极度匮乏的国家，主要贵金属大部分依赖进口，其价格受全球和下游行业经济周期的影响变化快、波动大，且铂族金属价格昂贵，通常占产品生产成本的90%以上，所以贵金属价格的波动对企业成本影响较大。•贵金属催化剂用载体种类繁多，以硅酸盐、金属氧化物、炭载体为主。贵金属催化剂下游应用十分广泛，涉及石油化工、煤化工、医药、农药、食品、染料、颜料、化工新材料、环保、新能源、电子等各领域。图表4 贵金属催化剂产业链1.3 贵金属催化剂上游原材料依赖进口，下游应用十分广泛贵金属矿产载体研制煤化工医药农药食品染料颜料石油化工化工新材料环保新能源贵金属催化剂以硅酸盐、金属氧化物、炭载体为主铂、钯等贵金属原料资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值8催化技术是当今重要的高新技术和绿色环保技术之一，能产生巨大的经济效益和社会效益，对化学工业及社会的发展起到举足轻重的作用，被誉为有机工业的“心脏”。催化剂在工业上的应用历史可以追溯到19世纪末，从工业生产硫酸到氯碱工业，从合成氨到石油炼制工业、催化聚合物合成工业、精细化工工业等，催化剂都发挥着重要作用，每一次的催化剂的更新换代都会引发化学工业的巨大变革，推动石油化工、医药、农药、颜料、染料、化工新材料、电子、能源等行业的高速发展。•发达国家国民经济总产值的20%-30%直接来自催化剂及其催化合成技术。•85%以上化工产品生产都是在催化剂作用下进行的。•据不完全统计，全球至少有4.2万种原料和化学中间体是通过催化剂直接和间接合成的。证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明1.4 催化剂对化学工业及社会的发展具有举足轻重的作用资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所发达国家20%-30% GDP催化剂及催化合成技术85%以上化工产品生产在催化剂作用下进行图表5 催化剂在化学工业及社会发展中的地位4.2 万种原料和化学中间体通过催化剂合成 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值9证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明1.5 贵金属催化剂行业受益于国家对新材料行业研发升级和产业化的支持图表6 贵金属催化剂产业发展政策作为新材料产业的重要组成部分，贵金属催化剂受益于国家及地方政府对新材料行业研发升级和产业化的直接支持，发展前景良好。2017年，“十三五”规划中提出要催化领域中获得重大原始创新和重要应用成果；2018年，贵金属催化材料被列入《战略性新兴产业分类（2018）》重点产品和服务目录。文件名称发布部门主要政策规划《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定（国发〔2010〕32 号）国务院到2020 年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右......。节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造产业成为国民经济的支柱产业，新能源、新材料、新能源汽车产业成为国民经济的先导产业。《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2016 版）发改委将“新型石油化工催化剂，化工、医药及环保用催化剂，新型煤化工催化剂，高温燃料电池催化剂”等列入该目录。《战略性新兴产业分类（2018）》（国家统计局令第23 号）国家统计局将贵金属纳米催化材料，铑催化材料，钯催化材料，铂催化材料，贵金属化合物及均相催化剂，新能源汽车铂催化剂等列入战略性新兴产业分类目录。“十三五”国家基础研究专项规划（国科发基〔2017〕162 号）科学技术部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委员会催化科学：在催化理论、催化剂的理性设计与表征、催化新方法与新反应、资源的绿色催化转化与高效利用等相关催化领域中获得重大原始创新和重要应用成果，提高自主创新能力和研究成果的国际影响力；为解决能源、环境、资源以及人口健康等领域的关键问题提供物质基础以及技术支撑。《新材料产业发展指南》（工信部联规、〔2016〕454 号）工业和信息化部、发展改革委、科技部、财政部开展稀土三元催化材料、工业生物催化剂、脱硝催化材料质量控制、总装集成技术等开发，提升汽车尾气、工业废气净化用催化材料寿命及可再生性能，降低生产成本。开发绿色建材部品及新型耐火材料、生物可降解材料。推广应用金属材料表面覆层强化、工业部件服役延寿、稀贵金属材料循环利用等技术。资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值10证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明1.6 贵金属催化剂向专用化、低含量、高性能、连续化、绿色化、新型化发展图表7 贵金属催化剂行业技术发展趋势专用化低含量高性能连续化绿色化新型化催化剂与反应工艺和工程条件匹配度越高，生产效率就越高。精细化工行业催化反应复杂，不同厂家工艺及操作差异较大，对催化剂的匹配性要求更高，将迫使催化剂企业提供专一性更高的催化剂产品。定制化和专用化是未来贵金属催化剂发展的大趋势。基础化工和环保用贵金属催化剂虽然含量普遍较低（千分之几），但催化剂用量巨大，降低贵金属含量的意义重大；精细化工用贵金属催化剂贵金属含量普遍较高（百分之几），降低的空间较大。随着催化剂制备技术以及工程应用技术的发展，低含量贵金属催化剂必将成为未来发展趋势。高活性、高选择性、高稳定性是催化剂及催化技术发展的永恒目标。随着现代科学和新的表征技术、计算化学、人工智能、高通量筛选等技术的发展，人们对催化剂的理论认识会更加深入，催化剂制备技术将向设计合成科学发展，催化剂性能将大幅提高。随着人们对安全、环保、效率的重视，近几年精细化工向连续化发展趋势明显，多个产品的连续化生产已经成功实施。未来大部分间歇釜式工艺将被固定床、移动床、微反应、管道反应等连续化工艺技术所取代，配套使用的贵金属催化剂连续化技术将是未来的发展趋势。贵金属催化剂制备过程将向低能耗、绿色环保化发展，主要体现在避免或减少有毒有害原材料、助剂、溶剂等的使用，使用的原辅料在废旧贵金属催化剂回收过程中易于分解和处理等。由于贵金属资源稀缺，价格昂贵，新型催化材料的开发如石墨烯、新型分子筛、固体酸、绿色氧化催化剂、离子液体、高效光催化剂、复合催化材料等；以及贵金属-非贵金属混合催化技术、纳米稀土材料催化技术等都是目前的研究热点方向。资料来源：凯立新材招股说明书，华安证券研究所 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值11二、下游应用领域前景良好，推动行业需求增长证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明需求侧 华安证券研究所华安研究•拓展投资价值12证券研究报告敬请参阅末页重要声明及评级说明2 下游应用领域广泛，行业规模有望扩张图表9 贵金属催化剂业务收入下游客户结构（2020）市场规模有望扩张：Ceresana公司研究成果显示，到2021年催化剂的总市场价值将增加到2