上海石化大絲束碳纖維項目開建!有何優勢?國內還有誰在布局?

2021-01-10 化工網

  1月4日,新年開工第一天,上海石化48K大絲束碳纖維項目正式開建!在上海市重大項目集中開工儀式金山分會場,總投資達35億元的上海石化「2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維」項目打下了樁基,標誌著上海石化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。

  上海石化大絲束碳纖維重要時間節點

  上海石化48K大絲束碳纖維項目,採用自主開發的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)連續溶液聚合溼法紡絲原絲、氧化、低溫炭化、高溫炭化及後處理。項目至2024年建成投產後,將填補國內空白。

  依託腈綸產業優勢,上海石化早在二十世紀八十年代就率先開展對碳纖維的調研和技術研究工作。

  2000年後

  上海石化決定對腈綸進行產業調整,生產方式與其類似的碳纖維就成為一個很好的發展方向。

  2005年3月

  上海石化腈綸研究所碳纖維技術開發室應運而生。

  2007年

  上海石化開始正式立項攻關PAN基碳纖維。

  2008年11月

  上海石化建成碳纖維中試裝置。這條年產200噸聚丙烯腈基原絲中試線,是國內當時唯一的一條百噸級原絲生產試驗線,它不僅規避了歐美等國的專利限制,也使得上海石化初步擁有了產業化生產經驗的技術路線。

  2009年

  上海石化成功研製出12K原絲,且原絲炭化後的力學性能已經達到日本東麗T300的水平。

  2012年9月

  通過採用自行開發的國內獨有NaSCN(硫氰酸鈉)溼法工藝和自主智慧財產權成套技術,上海石化年產3000噸原絲、1500噸碳纖維項目一階段工程建成,形成每年3000噸聚合物、1500噸原絲、500噸碳纖維的工業化年產能。

  2015年10月

  上海石化召開現場用戶推介會,把客戶邀請到生產線上,現場體驗生產來的碳纖維。這些可以與國際碳纖維質量媲美的碳纖維受到客戶的一致好評。

  2016年5月

  解決技術難關後的上海石化正式開展碳纖維48K大絲束原絲工業化研究試驗。

  2018年1月

  上海石化成功開發了大絲束碳纖維的聚合、紡絲、氧化碳化工藝技術,形成了千噸級聚丙烯腈基48K大絲束碳纖維成套技術工藝包的技術基礎。3月份,成功試製出了國內真正意義上的48K大絲束碳纖維,並貫通工藝全流程。

  2020年3月

  上海石化發布公告稱,隨著大絲束碳纖維應用的不斷深入,大絲束碳纖維產品開始出現供不應求的現象,為滿足國內市場對碳纖維複合材料需求,促進公司碳纖維產業的技術進步,公司擬投資建設2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維項目。

  為何要做大絲束碳纖維?

  在碳纖維業內,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,中國國內每束碳纖維基本處於1000根(1K)~24000根(24K)之間,稱為小絲束。大絲束強度和剛度方面的性能不及小絲束,主要用於風電葉片、汽車等領域,被稱為「工業級」碳纖維;小絲束主要應用於航空航天等領域,被稱為「宇航級」碳纖維。

  碳纖維複合材料成本高的主要因素包括碳纖維原材料的生產成本較高和複合材料製備成本高等方面。因此,降低碳纖維複合材料成本的主要路徑是降低碳纖維原材料成本,尋求低成本纖維生產工藝以及低成本的CFRP製備工藝。其中,碳纖維原材料生產包括原絲、預氧化、碳化、表面上漿和卷繞成本。目前有效的解決方案之一是發展大絲束碳纖維和新型碳纖維,日本三菱、東麗及美國的卓爾泰克公司(Zoltek)開發的大絲束碳纖維是低成本製造技術的典型代表。(2013年9月,美國Zoltek公司被日本東麗公司收購,Zoltek公司曾獲得北美創新產品技術獎的PAN EX35大絲束碳纖維就被東麗收入麾下。)

  雖然大絲束碳纖維和小絲束碳纖維有很多共同的優點,但是相對於小絲束碳纖維,大絲束碳纖維有很多特點,主要包括:

  1、製件生產效率高

  相比小絲束,大絲束碳纖維最大的優勢,就是在相同的生產條件下可大幅度提高碳纖維的單線產能,實現生產的低成本化。而且在複合材料製備過程中的鋪層效率也更高,生產成本卻能降低約30%以上,有助於打破碳纖維因價格較高帶來的應用局限,為碳纖維複合材料進一步拓展應用市場奠定基礎。

  2、價格低

  大絲束碳纖維的售價可以控制到小絲束碳纖維的50%~60%。市場上的一些大絲束碳纖維主要性能已經接近甚至超過了部分小絲束碳纖維。但國內企業大絲束成本跟東麗等海外龍頭相比存在較大差距,仍需在提高紡絲速度、設備國產化等方面重點攻關。

  大絲束碳纖維國內布局

  光威復材

  投資20億元在包頭建萬噸級項目

  2019年7月19日晚間,光威復材披露公告,公司與包頭九原區政府、九原工業園管委會籤署協議,將投資20億元在包頭建設「萬噸級碳纖維產業化項目」。項目產品級別根據高強型大絲束碳纖維24K及以上的絲束進行設計,同時根據市場需求進行分類,通過強度、模量、密度等指標分為不同規格的產品進行出售。分三期建設,首期投資5億元,建設2000噸/年碳纖維生產線一條,建設期為兩到三年。並根據一期建設、投產情況和產能消化,結合市場需求進行二、三期建設,最終實現10000噸/年的碳纖維產能。

  吉林國興

  年產1.5萬噸碳纖維項目成功籤約

  2020年8月3日下午,吉林經開區與吉林化纖集團副總經理孫小君代表政企雙方就年產1.5萬噸碳纖維項目進行籤約,該項目具體分為兩部分:吉林國興碳纖維有限公司投資近10億元,建設年產5000噸高性能碳纖維項目,預計2022年12月建成投產;同時,以吉林市國興新材料產業投資有限公司為主體建設年產10000噸差別化大絲束碳纖維項目,總投資15.5億元,預計2024年建成投產。

  蘭州藍星纖維

  千噸級NaSCN法50K大絲束碳纖維產業化關鍵技術及裝備研究項目通過鑑定

  2020年7月22日上午,蘭州纖維以視頻會議的形式通過了「千噸級NaSCN法50K大絲束碳纖維產業化關鍵技術及裝備研究」項目的技術成果鑑定。該項目立足自主創新,已建成50K大絲束碳纖維的千噸級生產線,其中單線原絲產能達到4000噸、碳纖維達到1500噸,產品性能符合國標GQ3522水平,可以滿足碳纖維預浸料的製備要求,產品本徵性能和應用工藝性也與進口同類產品不相上下,填補了國內50K碳纖維產品的市場空白。

  吉林碳谷

  二期年產5萬噸碳纖維原絲項目正式啟動

  2020年9月9日,吉林碳谷第七條原絲生產線一次開車成功,產品質量達到T700級水平,主要生產大絲束碳纖維原絲,年可新增產能10000噸。吉林碳谷經過十餘年的創新發展,致力於「大絲束、高品質、通用化」發展戰略,產品質量和規模在行業內具有明顯的競爭優勢。目前,吉林碳谷一期4萬噸原絲項目6條生產線正在高速運轉,7#、8#生產線正在抓緊調試,9#、10#生產線正在建設施工,該項目實現了從1K到50K原絲產品的優化布局,產品碳化後廣泛應用於風電葉片、壓力容器、汽車輕量化、體育休閒用品等領域,並成為風電巨頭丹麥維斯塔斯的穩定供應商。二期5萬噸碳纖維原絲項目投產後,吉林碳谷公司碳纖維原絲產能將達到10萬噸,進一步鞏固企業競爭優勢,促進吉林地區早日建成中國吉林國家碳纖維產業園。

  大絲束碳纖維技術難點

  大絲束碳纖維的製備技術難點主要包括幾下幾點:

  1、每個生產環節的技術難度更大

  相比小絲束,在原絲、聚合、預氧化、碳化等多個系統環節,大絲束碳纖維的製備技術都更難。比如,生產1k、3k的小絲束碳纖維的一個噴絲板上會有1000個、3000個孔,但生產是50K大絲束碳纖維的一個噴絲板上會有50000個孔,這本身就具有一定的挑戰性。

  2、CV值的穩定性

  生產50k大絲束碳纖維,就要求一個噴絲板上的50000個孔裡噴出來的每根絲的均勻度都一樣,相比小絲束碳纖維難度基數大了好幾倍。

  3、毛絲問題

  毛絲問題通常伴隨著紡絲過程一直存在,企業要做的是將毛絲的佔比控制在合理範圍內。但是同樣比例的毛絲佔比,換到大絲束碳纖維就使毛絲看上去比較明顯。因此,如何控制好大絲束碳纖維的毛絲佔比是個大難題。

  4、碳化環節

  大絲束碳纖維原絲生產出來後,在碳化環節還將面臨不少新挑戰。比如,毛絲的問題在原絲上體現得可能並不明顯,但在碳化環節有可能會凸顯出來,因為在碳化環節會發生劇烈的化學反應,有可能會導致纖維分子結構中的某些鍵斷裂等現象發生。

【版權聲明】秉承網際網路開放、包容的精神,化工網歡迎各方(自)媒體、機構轉載、引用我們原創內容,但要嚴格註明來源化工網;同時,我們倡導尊重與保護智慧財產權,如發現本站文章存在版權問題,煩請將版權疑問、授權證明、版權證明、聯繫方式等,發郵件至info@netsun.com,我們將第一時間核實、處理。

相關焦點

  • 中石化開建國內首個「黑黃金」48K大絲束碳纖維項目
    中石化開建國內首個「黑黃金」48K大絲束碳纖維項目 2021-01-05 16:05:57 來源:中國證券網 作者:陳其珏   上證報中國證券網訊(記者 陳其珏)1月5日,記者從中國石化新聞辦獲悉
  • 中國石化上海石化48K大絲束碳纖維開工建設
    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。
  • 投資35億,上海石化碳纖維項目在滬開工
    記者 | 莊鍵1新年首個工作日,上海石化(600688.SH)在滬投資新建的碳纖維項目正式開工。該項目總投資35億元,建設內容包括2.4萬噸/年的碳纖維原絲和1.2萬噸/年的48K大絲束碳纖維,計劃2024年全部建設完成。
  • 國內首個「黑黃金」48K大絲束碳纖維項目開工建設 材料強度是鋼的7...
    今日(1月5日),北青-北京頭條記者從中國石化新聞辦獲悉,中國石化上海石化「1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維」項目正式開工建設。這標誌著中國石化所屬上海石化成為國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產業化技術的企業,我國大絲束碳纖維從研發試產成功走上規模化生產之路,達到國際先進水平。
  • 助力「中國智造」 上海石化碳纖維應用前景廣闊
    這種神奇的新材料由上海石化生產,採用的是自行開發的國內獨有的NaSCN(硫氰酸鈉)溼法工藝和具有自主智慧財產權的成套技術。目前,上海石化擁有3000噸聚合物、3000噸原絲、500噸碳纖維(1000噸在建)的工業化生產能力。該碳纖維的每個絲束由1.2萬根絲組成,即12K小絲束。
  • 近一年國內擬建碳纖維生產線超7.9萬噸
    上海中改低碳與哈爾濱天順建設年產5000噸高性能碳纖維原絲項目2019年11月3日,高新區與中改低碳科技(上海)有限公司、哈爾濱天順化工科技開發有限公司在上海籤署高性能碳纖維原絲項目合作框架協議。市委書記韓立華、高新區管委會主任韓雪松、中改低碳科技董事長沈忱、哈爾濱天順化工董事長孟凡鈞出席。
  • ...中石化打造「黑黃金」:強度是剛的9倍 比重不到1/4-碳纖維,材料...
    據官方消息,1月5日,中國石化上海石化「1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維」項目正式開工建設。這標誌著中國石化所屬上海石化成為國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產業化技術的企業,我國大絲束碳纖維從研發試產成功走上規模化生產之路,達到國際先進水平。
  • 碳纖維:引領製造業的未來
    碳纖維產業的健康發展需要以下遊的需求帶動上遊的研發生產,在餘木火看來,上海在這兩端都具備優勢。   東華大學、上海交通大學、上海理工大學等高校都有較強的碳纖維複合材料研究團隊,相關領域的多家國家重點實驗室也落戶在申城。海納百川的文化有吸引創新團隊的基因,加上當前全力打造全球科創中心的定位,上海在碳纖維研發人才領域儲備雄厚。
  • 填補國內空白 投產48K「黑色黃金」正式開工建設
    來源:央視原標題:填補國內空白!投產48K「黑色黃金」正式開工建設1月4日,2021年上海市重大產業項目集中開工儀式在上海展覽中心舉行。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,作為上海市重大產業項目正式開工建設。該項目計劃至2024年全部完成,項目投產後,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。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。
  • 碳纖維行業龍頭光威復材深度解析
    若其他風電廠 商短期內不能有效突破碳纖維風電葉片製造技術,VESTAS 將憑藉碳纖維葉片的低 成本優勢,繼續擴大其在大功率風電機組市場的領先優勢,假設 2020 年 VESTAS 市場佔有率提高至 25%,其碳纖維需要量將增加至 35000 噸,現有碳梁供應商的供 應能力尚有一定缺口。
  • 汽車碳纖維的低成本應用技術
    汽車碳纖維複合材料(CFRP)可以說是汽車輕量化發展中的明星材料,近年來,行業對於這一「黑色黃金」材料的應用研究也在不斷發展。隨著國內前途K50和蔚來ES6兩款量產碳纖維複合材料部件車型的亮相,自主品牌已進入碳纖維應用的量產時代!與此同時,碳纖維複合材料的應用範圍也不斷擴展。
  • 碳纖維行業深度研究:技術、市場、格局、標杆啟示
    由於技術壁壘,國內市場現無法實現規模化、商業化生產大絲束碳纖維,大絲束碳纖維製造的核心技術基本上還是被美日壟 斷把控,但國內企業已逐漸重視大絲束碳纖維領域的產業化。相比於高端市場,中低端 市場的碳纖維主要集中在 T300 和 T700 級別中。中低端領域的小絲束 市場例如體育休閒技術已成熟,國內外都有生產能力,因而主要關注 的是性價比。
  • 中國· 丹陽碳纖維及複合材料產業鏈創新發展論壇召開
    一是以大絲束為典型代表的風電市場需求快速增長,2019年我國風電市場的碳纖維用量達1.38萬t,較2018年大幅增長97%,國產碳纖維的市場份額進一步提升;二是在今年疫情背景下,宏觀經濟和紡織產業經濟運行都經歷重大考驗,但我國碳纖維市場卻逆勢而上;三是碳纖維行業結構進一步調整,以龍頭企業為代表,開始布局中西部地區;四是國有資本加大進入國產碳纖維行業的力度,與民營資本形成優勢互補;五是產業集中度進一步提高
  • 紡織面料|「黑色黃金」碳纖維,新材料王國耀眼之星!
    PAN綜合性能最好,價格適中,生產難度較瀝青更低,品種多,是全球碳纖維市場的主流產品。 根據應用領域的不同,碳纖維按照絲束大小通常可以分為大絲束碳纖維和小絲束碳纖維。大絲束碳纖維雖然過去就有生產,但是由於其抗拉強度不高,與小絲束有較大差距,所以大絲束碳纖維一直沒有得到重視,也沒有被廣泛應用。
  • 碳纖維行業深度報告:碳纖維成型工藝及瓶頸探討
    在國內,習慣將溼法紡絲僅指溼噴溼紡,而幹噴溼紡有時候又被成為乾濕法。與溼法相比,幹噴溼紡技術可以明顯提高在紡絲過程中的牽伸倍率,從而提高整體紡絲速度,更加方便調控纖維的結構形成過程以及其物理機械性能,在某些情況下還有利於溶劑回收和改善操作環境。這兩種紡絲方法,在PAN基碳纖維原絲的工業化生產中都有應用,各有優劣。
  • 廣泛用於航空航天等領域 我國碳纖維技術發展再下一城
    A股上市公司中,天奇股份(002009)形成了從動力電池回收、拆解、精煉鋰、交易全產業鏈布局,控股子公司金泰閣廢舊鋰離子電池資源化利用規模位於行業前三的水平。光華科技(002741)打造「動力電池梯次利用-拆解回收-金屬資源萃取-三元前驅體-三元正極材料」閉環產業鏈,此前在汕頭已建成一條1000 噸/月的電池回收示範線。
  • 碳纖維行業深度報告:下遊應用領域廣闊,國內增長空間巨大
    瀝青基碳纖維具有低熱膨脹、耐磨耐疲 勞、廣泛的彈性模量、導熱性好等特點,但目前國內在瀝青基碳纖維方面的研發水平 較國外還有很大差距,高性能瀝青基碳纖維還處於研發階段,產品的穩定性和設備的 合理性還需要經過長期的技術積累。
  • 【碳纖】碳纖維及製作、成型工藝詳解!
    數了數,有15種……碳纖維作為高性能纖維的翹楚,一直以來民和軍事領域高端應用場景的核心材料之一。鑑於碳纖維的重要戰略意義,上世60年代今,從政府層面到產業層面,對碳纖維行業的發展都傾注了大量的心血,一代一代的科學家和工程師為中國碳纖維獨立自主發展貢獻了自己的力量。在2008年以前,國內碳纖維生產產量小、品質穩定性不高、性價比優勢不明顯。