總投資達35億元人民幣的中國石化上海石化“2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目,作為上海市重大產業項目4日正式開工建設。該項目計劃至2024年全部完成,項目投產后,將一舉改變中國大絲束碳纖維全部依賴進口、長期供不應求的局面,有力推動國產碳纖維產業發展,助力中國制造。
在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大于48000根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。目前,中國國內每束碳纖維基本處于1000根~12000根之間,稱為小絲束。48K大絲束最大的優勢,就是在相同的生產條件下,可大幅度提高碳纖維單線產能和質量性能,并實現生產低成本化,從而打破碳纖維高昂價格帶來的應用局限。
中國石化上海石化“2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目,作為上海市重大產業項目正式開工建設。上海石化供圖
中國石化上海石化是國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產業化技術的企業。此次項目上馬,標志著該公司大絲束碳纖維從研發試產、產業化,成功走上規模化生產之路。
項目采用自主開發的PAN (聚丙烯腈)基大絲束原絲、碳纖維技術,工藝路線為NaSCN(硫氰酸鈉)連續溶液聚合濕法紡絲原絲、氧化、低溫炭化、高溫炭化及后處理,建設2個原絲系列,產能2.4萬噸/年;3 個氧化炭化車間,每個車間配置2條 2000 噸/年碳纖維生產線。
大絲束碳纖維力學性能優異,比重不到鋼的四分之一,強度卻是鋼的7至9倍,并且還具有耐腐蝕、高模量的特性,被稱為“新材料之王”,也被稱為“黑黃金”。上海石化供圖
該公司已經產業化的大絲束碳纖維性能證明,原絲經過氧化爐炭化爐錘煉后,破爐而出時一身黑亮,成為一種含碳量在95%以上的高強度、高模量新型纖維材料。其力學性能優異,比重不到鋼的四分之一,強度卻是鋼的7至9倍,并且還具有耐腐蝕、高模量的特性,被稱為“新材料之王”,也被稱為“黑黃金”,在各行各業有著廣泛的應用前景。
上海石化是中國大型合成纖維生產基地之一,其腈綸纖維的生產及技術能力居全國之首,服用纖維產品的品種開發及生產技術均達到國內外先進水平。憑借雄厚的技術優勢,2007年,中國石化在決策部署PAN基碳纖維的研發和產業化攻關工作時,將碳纖維產業發展任務交給了上海石化。
在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大于48000根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。上海石化供圖
碳纖維技術有著森嚴的技術壁壘,迄今為止也只有日本、美國等少數發達國家擁有并掌握。對此,上海石化在中國石化、上海市的大力支持下,與上海石油化工研究院、上海工程公司、復旦大學等數十家科研院所、高校、企業等一起,走出了一條以企業為主體的“產、學、研、用”相結合的協同創新之路。
2020年8月28日,上海石化先進材料創新研究院揭牌成立。新成立的創新研究院,其三大功能之一,就是開展核心技術研究,著力形成碳纖維工程化成套技術,集中力量推進關鍵核心技術的攻關和產業創新。
十年之功,鑄就了碳纖維發展的基石。在此基礎上,為提高原絲產能并實現大絲束碳纖維的規模化生產,從而降低大絲束碳纖維的生產成本和使用成本,在中國石化支持下,建設2.4 萬噸/年原絲、1.2 萬噸/年48Κ大絲束碳纖維項目。目前,各項施工準備已按計劃順利開展,具備開工條件。