
中國石化上海石化碳纖維產業基地的首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線于10月10日投料開車,并成功生產出合格產品,產品性能媲美國外同級別產品,質量達到國際先進水平。
這一里程碑意味著中國石化大絲束碳纖維實現了從關鍵技術突破、工業試生產到規模化生產和關鍵裝備國產化的成功轉變,徹底改變了我國碳纖維生產和裝備受限的局面,真正實現了自主可控。
大絲束碳纖維是指每束碳纖維根數大于4.8萬根(48K)的碳纖維。這條國產48K大絲束碳纖維生產線能夠實現規模化、高品質的生產。該項目采用中國石化自主研發的PAN(聚丙烯腈)基大絲束原絲和碳纖維技術,分兩個階段實施,計劃于2024年全部建成投產,屆時年產能將達到2.4萬噸原絲和1.2萬噸大絲束碳纖維。
大絲束碳纖維被譽為"新材料之王"和"黑黃金",具有卓越的性能。上海石化研發生產的大絲束碳纖維是一種含碳量在95%以上的高強度新型纖維材料。其力學性能優異,比重只有鋼的四分之一,但強度卻是鋼的7至9倍,并且還具有耐腐蝕的特性。此外,48K大絲束碳纖維在相同生產條件下,不僅可以大幅度提高碳纖維單線的產能和質量,還可以降低生產成本,從而打破碳纖維高昂價格的應用限制。
大絲束碳纖維有廣泛的應用場景,包括風能、太陽能、高鐵動車和飛機部件等領域。長期以來,中國的碳纖維發展主要集中在小絲束碳纖維方面,但由于小絲束碳纖維成本較高,影響了下游企業應用碳纖維的積極性。國產化的大絲束碳纖維使得碳纖維在新能源等領域的應用逐漸爆發,為我國相關產業的快速發展和結構調整提供了有力支持。
中國石化碳纖維專家、上海石化副總經理黃翔宇介紹稱,為了真正擁有"中國技術",上海石化為大絲束碳纖維量身定制了專用生產線,從裝備到工藝都進行了創新。例如,根據大絲束的要求,他們自行設計了氧化爐和碳化爐,成功掌握了控制溫度場的關鍵核心技術,并配置了節能型設計,實現了能源綜合利用,這在國內外都是獨一無二的。
作為國內首家、全球第四家掌握大絲束碳纖維生產技術的企業,中國石化整合各種資源,攻克碳纖維關鍵核心技術。他們與上海石油化工研究院、上海工程公司、國內知名設備制造企業以及北京化工大學、復旦大學等10余家高校、科研機構和企業合作,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。2018年,他們取得了技術上的重大突破,成功試制出48K大絲束碳纖維,并貫通了整個生產工藝。經過十余年的努力,我國碳纖維技術實現了從12K到48K的重大突破,成功實現了研發生產技術的質的飛躍。目前,中國石化已累計擁有碳纖維相關專利251項、碳纖維復合材料專利46項,專利排名國內第一、世界第三。
在"十四五"期間末,中國石化將全面突破多種工藝流程,實現通用級、大絲束、小絲束、高性能等產品的生產,以滿足國家各個領域的需求,為引領和推動中國碳纖維產業的發展做出貢獻。