1月維生素E行業(yè)發(fā)展概況

1月維生素E行業(yè)發(fā)展概況

維生素E是一種脂溶性維生素，為生育酚類物質(zhì)的總稱，是一種金黃色或者淡黃色的油狀物。維生素E經(jīng)過水解可得到生育酚，其具有強抗氧化作用，能保護細胞內(nèi)不飽和脂肪酸及細胞膜等不被氧化破壞，同時其能調(diào)節(jié)碳水化合物的代謝來提高機體免疫能力和生育能力。維生素E是位列維生素C之后的第

二大維生素類產(chǎn)品，廣泛用于飼料、食品、化妝品、保健品。

一、維生素E應用領域情況分析

天然維生素E主要源自植物油精煉的脫臭餾出物（DD油），其產(chǎn)出量約相當于精練植物油的0.5%。不同的植物油品種其脫臭餾出物中混合生育酚含量1-9%不等。目前，天然維生素E在膳食補充劑的應用占到了整個市場的近50%，食品和飲料行業(yè)占比33%，化妝品行業(yè)占比11%。

天然維生素E市場份額比例結(jié)構(gòu)

1、飼料行業(yè)

維生素E的用途中有80%是作為飼料添加劑。維生素在飼料中單位添加量較小，以中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準-雞飼養(yǎng)標準產(chǎn)蛋雞營養(yǎng)需求標準為例，每千克飼料中維生素E的適宜含量為5國際單位（折合成維生素E3.34mg）。由于添加量在百萬分之一到十萬分之一之間，所有維生素成本占飼料成本的1%-2%。

2、化妝品行業(yè)

維生素E又稱為生育酚，是良好的抗氧化劑和自由基清除劑。研究證實，維生素E有以下優(yōu)點：增加皮膚含水量，提高保濕性能;提升皮膚的光滑性；對UV的照射有保護作用。因此，被廣泛應用于化妝品中。但是，維生素E遇到氧氣時不穩(wěn)定，所以在實際中經(jīng)常使用的是維生素E的衍生物。維生素E乙酸酯比較穩(wěn)定，當被皮膚吸收一定濃度之后，可以像游離的維生素E一樣起到抗氧化作用。除了維生素E乙酸酯外，還有維生素E煙酸酯和維生素E亞油酸酯，前者具有促進皮膚微循環(huán)的作用，后者具有很強的保濕效果。

3、保健品行業(yè)

維生素E是臨床上應用面十分廣泛、應用量很大的維生素產(chǎn)品。目前，維生素E在我國醫(yī)院的用藥普及率很高，而作為保健產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已走進千家萬戶。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、生活方式的轉(zhuǎn)變以及社會老齡化程度的提高，人們對養(yǎng)生保健倍加關注，促使我國維生素E市場迅速發(fā)展。

國際上，天然維生素E可用于藥品、保健品、功能性飲品、食品添加劑、美容化妝品等，而合成品一般用于飼料添加劑。天然維生素E的主要功效有：延緩衰老，改善脂質(zhì)代謝，降低心腦血管疾病發(fā)作，增強免疫系統(tǒng)的活性，降低感染和腫瘤發(fā)病的可能性，調(diào)節(jié)生育機能，延緩性功能衰退，保護肝臟，調(diào)節(jié)血壓，并具有美容養(yǎng)顏的作用。

二、維生素E的生產(chǎn)工藝分析

維生素E合成工藝復雜，技術壁壘高，中小企業(yè)難以進入，全球產(chǎn)能基本集中在帝斯曼、浙江醫(yī)藥、巴斯夫、能特科技、新和成、福建海欣、吉林北沙共7家生產(chǎn)商手中，呈現(xiàn)寡頭壟斷格局，當前行業(yè)CR4為62%。供需方面，2018年全球維生素E折50%粉總產(chǎn)能約為24.6萬噸，需求在16萬噸左右，需求/產(chǎn)能比約為65%，處于相對產(chǎn)能過剩狀態(tài)。

生產(chǎn)工藝：工藝路線復雜技術壁壘高，傳統(tǒng)工藝面臨發(fā)酵法挑戰(zhàn)

天然存在的維生素E有四種生育酚（tocopherol）和四種生育三烯酚（tocotrienol）共八種類似物，其中α生育酚含量最高，生理活性也最高，因此化學合成維生素E基本都是α-生育酚及其酯。

維生素E結(jié)構(gòu)式

現(xiàn)有維生素E工業(yè)合成方法基本都由三甲基氫醌和異植物醇經(jīng)一步縮合反應制得，因此三甲基氫醌和異植物醇即為維生素E的關鍵中間體，兩者合成路線長、技術壁壘高。

維生素E合成方法

1、異植物醇合成方法

現(xiàn)有的由基礎化工原料出發(fā)的異植物醇全合成方法基本都需經(jīng)過甲基庚烯酮、芳樟醇、香葉基丙酮、法尼基丙酮等關鍵中間體，合成過程實際上就是碳鏈的增長過程。甲基庚烯酮的合成方法在上一章維生素A的合成中已經(jīng)介紹過，實際上異植物醇合成中常說的Roche法和BASF法就是甲基庚烯酮合成的Roche法和BASF法。由甲基庚烯酮出發(fā)，經(jīng)歷炔化、選擇性加氫、酯交換、Carroll重排為一個循環(huán)（路徑1。循環(huán)后兩步的酯交換+Carroll重排也可以使用Saucy-Marbet反應+Claisen重排，即變?yōu)槁窂?），每經(jīng)歷一個循環(huán)會使分子式碳鏈延長5個C，由甲基庚烯酮出發(fā)經(jīng)過2輪大循環(huán)后會得到法尼基丙酮，法尼基丙酮在選擇性加氫后再經(jīng)歷炔化、選擇性加氫即半個循環(huán)即可得到異植物醇。

異植物醇合成方法（路徑1）

異植物醇合成方法（路徑2）

近年來冠福股份子公司能特科技與Amyris公司合作開發(fā)了發(fā)酵法合成異植物醇的方法，實際上該發(fā)酵法為半發(fā)酵法，以糖類和乙醇為原料，經(jīng)改造酵母發(fā)酵后，發(fā)酵混合物中可提取到法尼烯，后續(xù)從法尼烯出發(fā)，只經(jīng)歷1個大循環(huán)即可制得異植物醇，合成路徑與全合成相比明顯縮短。

異植物醇合成方法（路徑3）

2、三甲基氫醌的合成

三甲基氫醌的經(jīng)典合成方法為間甲苯酚法，經(jīng)歷甲醇鄰位甲基化為2,3,6-三甲基苯酚，隨后氧化為2,3,5-三甲基苯醌，最后加氫得到三甲基氫醌。該工藝流程短，產(chǎn)品收率較高，污染小，是目前三甲基氫醌的主要合成路線。

2,3,6-三甲基苯酚氧化一步常見有濃硫酸磺化+MnO2氧化路線、H2O2氧化路線及空氣氧化路線，濃硫酸磺化+MnO2氧化路線由于污染較大，對設備的腐蝕嚴重，正在逐漸淘汰。H2O2氧化路線反應較為溫和，并且可有效地解決收率低、污染大等問題；空氣氧化路線最為環(huán)保經(jīng)濟，現(xiàn)已知新和成2006年即改用空氣氧化工藝，能特科技也采用空氣氧化路徑。

2,3,6-三甲基苯醌還原一步，傳統(tǒng)方法為使用保險粉還原，該工藝需要化學計量甚至更多的還原劑，導致污染大、成本高，正在逐步淘汰，Pd/C選擇性加氫工藝逐步普及。

三甲基氫醌合成路徑

近年來能特科技開發(fā)了一種從對叔丁基苯酚到2,3,6-三甲基苯酚的路線，得到2,3,6-三甲基苯酚后可按照前述氧化-還原等方法最終得到三甲基氫醌。該工藝的第一步是將對叔丁基苯酚與甲醇通入反應器，以鐵氧化物為催化劑，得到2,6-二甲基-4-叔丁基苯酚；第二步將2,6-二甲基-4-叔丁基苯酚與甲醇通入反應器，以氧化鋁為催化劑，得到2,3,6-三甲基-4-叔丁基苯酚；然后用1%的硫酸將叔丁基脫掉，精餾得到2,3,6-三甲基苯酚。能特科技工藝采用較為易得的對叔丁基苯酚為原料，在目前間甲苯酚原料緊缺的情況下有著很好的經(jīng)濟效益。

此外，能特科技開發(fā)了由2,5-二甲基苯酚出發(fā)，經(jīng)固定床定位催化甲基化反應制備2,3,6-三甲基苯酚的方法，而2,5-二甲基苯酚可以由對二甲苯（PX）為原料制得，能夠成功避開間甲基苯酚獲取困難的問題。

能特科技三甲基苯酚合成路徑

三甲基氫醌也可由苯酚制備，需3步反應：(1)與甲醇發(fā)生甲基化反應產(chǎn)生2,4,6-三甲基苯酚；(2)2,4,6-三甲基苯酚氧化生成4-羥基-2,4,6-三甲基-2,5-環(huán)己二烯酮(TMCH，或者叫甲代二氫醌)；(3)甲代二氫醌發(fā)生甲基轉(zhuǎn)位反應生成三甲基氫醌。該方法的一個特點是2,4,6-三甲基苯酚既可由苯酚甲基化得到，也可直接從生產(chǎn)2,6-二甲基苯酚(合成PPO耐熱樹脂的單體)工藝中的副產(chǎn)物分離提純得到，可以有效地利用工業(yè)副產(chǎn)品。

由苯酚或生產(chǎn)PPO單體副產(chǎn)制備三甲基氫醌反應路線

近年來新發(fā)展了異佛爾酮法路線，該路線原料廉價易得、工藝簡單、污染小，是一種高效環(huán)保的生產(chǎn)工藝。丙酮首先聚合為α-異佛爾酮，之后重排為β-異佛爾酮，然后氧化為茶香酮(KIP，氧代異佛爾酮)，也可直接由α異佛爾酮氧化到KIP，KIP隨后重排?；?、皂化水解得到三甲基氫醌。

異佛爾酮法三甲基氫醌合成路線

三、維生素E供給情況分析

以50%粉計，當前全球維生素E產(chǎn)能約27.6萬噸，CR4約62%，行業(yè)集中度處于較高水平，仍屬于寡頭壟斷格局。國內(nèi)維生素E生產(chǎn)企業(yè)主要為新和成、浙江醫(yī)藥、能特科技、吉林北沙、福建海欣及海嘉諾，產(chǎn)能總計約18.6萬噸，占全球市場67%的份額；國外主要供應商是帝斯曼和巴斯夫，產(chǎn)能合計約為9萬噸，占全球市場33%的份額。

中間體方面，絕大部分廠商均自配了上游中間體，只有海嘉諾的2萬噸產(chǎn)能中間體完全依賴外購。側(cè)鏈異植物醇合成路線方面，除能特科技使用發(fā)酵法法尼烯路線外，其余廠商基本都使用經(jīng)典的包含3個大循環(huán)的路徑1或2路線（BASF法和Roche法也屬于該經(jīng)典路線），除吉林北沙外購異戊醛，以異戊醛起始外，其余廠商均以異丁烯、丙酮等基礎化工原料起始。主環(huán)三甲基氫醌方面，此前的老工藝依賴間甲基苯酚為原料，而間甲基苯酚供應掌握在國外廠商手中，成本較高。近年來新開發(fā)的異佛爾酮路線由丙酮起始，成功打破了三甲基氫醌合成原料對海外廠商的依賴，有效降低了生產(chǎn)成本；能特科技開發(fā)的二甲酚路線和苯酚路線同樣成功繞開了間甲酚。現(xiàn)有廠商生產(chǎn)工藝中，只有BASF還采用巴豆醛老工藝，浙江醫(yī)藥采用間甲酚路線，能特科技采用其自身開發(fā)的特色工藝，新和成異佛爾酮路線和間甲酚路線均有采用，福建海欣原本計劃采用間甲酚路線，但隨后變更為更先進的異佛爾酮路線。吉林北沙外購三甲基苯酚后采用磺化、氧化、還原路線，此前提及的間甲酚路線和能特科技路線關鍵中間體均為三甲基苯酚，吉林北沙直接外購三甲基苯酚，在合成路徑上少做了一個環(huán)節(jié)，中間體對外依賴較其他廠商為重，且磺化氧化工藝廢水多、效率較低，已屬于相對落后工藝。

全球維生素E產(chǎn)能明細

全球維生素E產(chǎn)能格局

近年來國內(nèi)維生素E產(chǎn)能快速增長，能特科技、福建海欣藥業(yè)新建產(chǎn)能于2017年投產(chǎn)。新和成于2018年通過子公司投資21億元在山東濰坊建設20000萬噸維生素E項目，該項目預計于2020年投產(chǎn)，該項目與其在浙江的原有設施相比在技術方面有明顯改進，將原本的20道工序改進為15道，使得此維生素E生產(chǎn)成本下降約30%。能特科技于2019年1月計劃投資3.39億元增加10000噸維生素E產(chǎn)能，項目建設期不超過12個月。

在建維生素E產(chǎn)能

能特科技在2016年以前一直是VE主環(huán)中間體的供應商，為國內(nèi)外廠商直接供應主環(huán)三甲基氫醌，或供應三甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚等主環(huán)中間體。由于主環(huán)異佛爾酮工藝的橫空出世，各大VE廠商陸續(xù)開始自配主環(huán)中間體，能特科技產(chǎn)能利用率一直不高，因此2016年能特科技開始向下游延伸，先是投資5.8億元建設2萬噸VE產(chǎn)能，同時與Amyris公司簽署合作協(xié)議，獲得其發(fā)酵法生產(chǎn)的法尼烯獨家供應，完成了側(cè)鏈異植物醇的布局。2017年3月開始，能特科技維生素E產(chǎn)品對外銷售，這也直接導致了行業(yè)格局的變化。

2017年5月開始，DSM公司展開對能特科技的攻勢，先是在2017年5月對Amyris注資直接持有其12%股權，遠超能特科技的3.8%，隨后在2017年11月收購了Amyris的巴西子公司，而該子公司資產(chǎn)包含發(fā)酵法生產(chǎn)法尼烯的裝置，此舉直接控制了能特科技異植物醇的供應上游。

至2019年1月，DSM與能特科技簽署合作協(xié)議，基本上“收編”了能特科技：能特科技和DSM將在荊州組建新公司。新公司由能特科技設立；之后能特科技以維生素E相關資產(chǎn)及持有石首能特33%的股權對其投資；然后DSM收購新公司75%的股權。石首能特和新公司將分別負責維生素E中間體異植物醇和維生素E中間體三甲基氫醌、成品的生產(chǎn)和運營。本交易實施后，能特科技持有石首能特67%股權和新公司25%股權。新公司將持有石首能特33%股權。

DSM持有新公司75%股權。本報告此前已經(jīng)提及，當前VE廠商對異植物醇的布局相對完善，而對主環(huán)三甲基氫醌的布局稍顯不足，例如吉林北沙主環(huán)依賴外購或外購三甲基苯酚；浙江醫(yī)藥主環(huán)仍然采用間甲酚老工藝，可能也需要部分外購三甲基氫醌，DSM收購方案對主環(huán)和VE成品控股75%，對側(cè)鏈異植物醇僅持股25%，一方面實現(xiàn)了其對VE成品和相對短缺主環(huán)中間體的控制，另一方面在供應相對充足的側(cè)鏈異植物醇上適當布局，節(jié)省資金成本。能特科技、Amyris、DSM大事一覽

DSM收購能特科技，對主環(huán)及VE成品控制力強

截止2014年能特科技為VE廠商供應主環(huán)中間體情況

四、維生素E需求情況分析

從2018年我國維生素E產(chǎn)能約18.6萬噸，出口量約7.5萬噸，進口量6212噸，出口量占產(chǎn)能的40%，凈出口量占產(chǎn)能的37%，與VA相比出口比例明顯較高。

2018年維生素E進出口情況單位：萬噸

維生素E累計凈出口量及同比單位：噸

維生素E下游66%用于飼料行業(yè)，而飼料行業(yè)中豬飼料占比約42%。根據(jù)帝斯曼發(fā)布的動物營養(yǎng)添加準則手冊，其推薦的肉雞、蛋雞蛋鴨、豬飼料中維生素E的添加量平均值分別為108、39、103I.U./kg。假設其他飼料中VE的添加量為上述添加量的平均值，結(jié)合飼料整體的消費結(jié)構(gòu)和每種飼料中維生素E的添加量即可計算維生素E在飼料中的細分需求：據(jù)測算，維生素E的飼料應用中，豬飼料占比47%、肉禽飼料占比32%、蛋禽飼料占比6%。

維生素E下游分布

維生素E飼料端需求拆分

維生素E約66%用于飼料，而用于飼料的維生素E約47%用于豬飼料，由此計算維生素E整體約31%用于豬飼料。由于VE出口占比較高，凈出口量占產(chǎn)能比例高達37%，而VE行業(yè)產(chǎn)能相對過剩，以70%開工率計算，則出口占產(chǎn)量比例已經(jīng)大于50%，假設豬瘟對豬飼料需求端影響19%，則實際測算下來，國內(nèi)VE內(nèi)銷+凈出口的合計需求縮減只有約3%。

五、維生素E行業(yè)市場格局分析

歷史上維生素E的價格波動較大，低價-高價-低價的周期性變化趨勢明顯，維生素E產(chǎn)能增減與維生素E價格存在明顯相關性。

2007年后期，維生素E持續(xù)降價，導致大量生產(chǎn)企業(yè)退出維生素E行業(yè)，浙江醫(yī)藥、新和成通過技術改進降低生產(chǎn)成本存活，憑借中間體自產(chǎn)率高、成本優(yōu)勢突出而迅速崛起。2008年，受到全球金融危機的影響，維生素E價格大幅下跌，安迪蘇永久性停止維生素E生產(chǎn)，巴斯夫關閉在美國的維生素E工廠，國內(nèi)的維生素E生產(chǎn)企業(yè)也從十余家減少到新和成、浙江醫(yī)藥、西南合成三家。2010年-2011年，石油價格持續(xù)上漲帶動維生素E成本增加，進而使得維生素E價格大漲，促使維生素E企業(yè)紛紛擴產(chǎn)，同時新廠家吉林北沙、福建海欣進入，使得后期維生素E產(chǎn)能出現(xiàn)過剩，行業(yè)競爭激烈，維生素E的價格持續(xù)下滑，2015年西南合成停止生產(chǎn)維生素E。2016年-2017年，因為中國環(huán)保檢查力度加大，大部分企業(yè)面臨限產(chǎn)壓力，疊加2016年8月DSM瑞士工廠因裝置和技術問題被要求整改，下降廠區(qū)裝置負荷至少30%，維生素E產(chǎn)量減少大約7500噸左右，維生素E價格再次上漲。隨之而來的，2017年3月，能特科技年產(chǎn)2萬噸維生素E項目投產(chǎn)，福建海欣的擴產(chǎn)項目快速推進。從歷史發(fā)展過程中不難發(fā)現(xiàn)，各家企業(yè)往往在維生素E價格上升時擴充產(chǎn)能，而在價格下跌時關停減產(chǎn)。2019年以來，由于巴斯夫檸檬醛工廠失火的價格推動因素結(jié)束，維生素E現(xiàn)有的全球產(chǎn)能已整體供大于求，價格處于下降通道，各家企業(yè)基本無擴產(chǎn)意愿。在產(chǎn)品價格低迷的情況下，公司更能憑借其規(guī)模優(yōu)勢、成本優(yōu)勢占據(jù)更大市場份額，沖擊維生素E