上海石化48K大丝束碳纤维项目开工

大幅提高单线产能 实现生产低成本化

  中化新网讯 1月4日,总投资35亿元的上海石化2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目打下桩基,正式开工建设。该项目投产后将有望改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面,推动国产碳纤维产业发展。

  碳纤维行业通常将每束碳纤维根数大于48000根(48K)的称为大丝束碳纤维。目前,国内每束碳纤维基本为1000~12000根,称为小丝束。48K大丝束最大的优势,就是在相同的生产条件下,可大幅提高碳纤维单线产能和质量性能,并实现生产低成本化,从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。

  上海石化是国内第一家率先突破48K大丝束碳纤维产业化技术的企业。该项目采用自主开发的聚丙烯腈(PAN)基大丝束原丝、碳纤维技术,将于2024年建成投产。其工艺路线为硫氰酸钠(NaSCN)连续溶液聚合湿法纺丝原丝、氧化、低温炭化、高温炭化及后处理。

  该公司生产的大丝束碳纤维原丝经过氧化炉炭化炉锤炼后,破炉而出时一身黑亮,成为一种含碳量在95%以上的高强度、高模量新型纤维材料。其力学性能优异,比重不到钢的1/4,强度却是钢的7~9倍,还具有耐腐蚀、高模量的特性。

  2007年,中国石化在决策部署PAN基碳纤维的研发和产业化攻关工作时,将碳纤维产业发展的任务交给了上海石化。该公司与上海石油化工研究院、上海工程公司、复旦大学等数十家科研院所、高校和企业等一起,走出了一条以企业为主体的“产学研用”相结合的协同创新之路。

  联合攻关团队经过共同努力,于2008年11月建成中试装置,2009年3月成功研制出12K原丝。2012年9月,年产3000吨原丝、1500吨碳纤维项目一阶段工程建成投产;2020年底,二阶段工程中交,形成了年产1500吨碳纤维的工业化生产能力。

  2016年5月,他们开展碳纤维48K大丝束原丝工业化研究试验,于2018年1月成功开发出大丝束碳纤维的聚合、纺丝、氧化、炭化工艺技术,形成千吨级PAN基48K大丝束碳纤维成套技术工艺包。同年3月,他们成功试制48K大丝束碳纤维,并贯通工艺全流程。

  2020年8月,上海石化成立了先进材料创新研究院,旨在开展核心技术研究,着力形成碳纤维工程化成套技术,集中力量推进关键核心技术的攻关和产业创新。在此基础上,上海石化为提高原丝产能并实现大丝束碳纤维的规模化生产,从而降低大丝束碳纤维的生产成本和使用成本,开始建设2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年48K大丝束碳纤维项目。

关键字:48K大丝束碳纤维
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