2021年1月4日上午,總投資達35億元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,作為市重大產業項目正式開工建設。該生產線建成並順利投產後,將一舉改變我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,助力中國製造。
伴隨著打樁聲隆隆,未來這塊土地上將建成生產線,用來實現 大絲束碳纖維走上 規模化生產之路。此次項目上馬,意義非凡,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。從世界角度來說,也是第四家已研發、可生產的企業,位於全球領先地位。
在碳纖維行業內,通常將每束碳纖維根數大於48000根(簡稱48K)的稱為大絲束碳纖維。目前,國內每束碳纖維基本處於1000根~12000根之間,稱為小絲束。研發並投產48K大絲束,最重要的,是攻克技術上的"卡脖子"。這種新型纖維材料,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,並且還具有耐腐蝕、高模量的特性,被稱為"黑黃金"。但是,技術壁壘森嚴,無法從國外引進。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。
從2008年11月,建成中試裝置,至今正式項目投產,整整13年,"國產48K大絲束碳纖維"這條路走得艱難,但又充滿挑戰。
上海石化碳纖維事業部 副總經理 李鵬向看看新聞Knews記者介紹:「西方國家,包括日本,他們的技術是比較領先的,但對我們一直是技術封鎖的。回顧這些年,可以說見證了從無到有,從有到優的全過程。從最早的小實驗,能夠穩定運行,指標能夠達標,再轉成工業化這個過程還是非常複雜的。從前面聚合的配方調整,從紡絲的穩定性,氧化炭化工藝的不斷摸索,後來又隨著我們國家環保攻堅戰,對環保的要求越來越嚴格,我們又對環保排放進行了大的改造。能夠走到今天,研發出真正的48K大絲束碳纖維,真正填補了國內空白,我們還是很有榮耀感的。」
據介紹,21世紀初,上海石化成功研製出12K的碳纖維,也就是一根絲裡面有12000根絲,而現在一根裡要有48000根絲,這不是簡單的乘法,簡單的放大四倍。生產工藝中,有一個放熱過程的化學反應,如何保障放熱緩慢,配方、反應的不斷調整最終使得分子鏈可以逐漸放熱,而非集中放熱,是攻克過程中最核心的技術難關。
除了解決"卡脖子"問題以外,48K大絲束碳纖維投產的最大益處在於,在相同生產條件下,可大幅度提高碳纖維單線產能和質量性能,並實現生產低成本化,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 黨委書記、董事長 吳海君介紹:「在碳纖維領域上已經能看到更加拓寬的方向,比如說成熟的風電葉片,包括體育休閒和醫療等等的,成本降低有百分之十以上。在研發當中,我們也申報了156個專利,已經獲批75個,這都是有自己的技術專利累積而成的。如今,建設的也是我們國內第一條大絲束的生產線,應該說實現打造了打破國外壟斷的產品。」
看看新聞Knews記者了解到,該生產線預計在2022年三季度完成中交,2022年年底正式投產,2023年將達到每年1.2萬噸的產量。
(看看新聞Knews記者:應冠文 孔權 實習編輯:龐心瑜)