上海石化启动3万吨/年大丝束碳纤维项目建设，助力我国新材料产业升级发展。

　　5月28日，上海石化3万吨/年大丝束碳纤维项目在内蒙古鄂尔多斯市签出第一张作业票。“这标志着项目建设正式拉开帷幕，进入实质性施工阶段。”上海石化副总经理黄翔宇表示，“我们将以建设国内头部碳纤维公司为目标，力争做到单线产能国内第一、单位产品投资和生产成本行业最低，持续扩大品牌效应和市场占有率。”

　　项目依托上海石化自有大丝束碳纤维专利技术及内蒙古地区丰富的绿电资源，主要原料是上海石化生产的碳纤维原丝，投产后可为风电、储能、低空产业等领域提供大丝束碳纤维材料，为新能源产业提供关键材料支撑，助力我国新材料产业升级发展，预计2027年全部建成投产。

　　碳碳材料 再拔头筹

　　一手抓项目建设、一手抓产品应用，两手抓、两手硬。

　　5月底，上海石化炼油部烷基化装置的K-8300酸雾风机换上了由碳碳复合新材料制造的抗酸防腐风机叶轮。“叶轮直径75厘米、厚度20厘米，看上去不起眼，却能抗冲刷、耐强酸。”装置主任陶嵘指着刚刚安装的黑色风机叶轮说。

　　因涉酸工况，K-8300又称酸雾风机。原设计为不锈钢SS316L材质，寿命一般不超过3个月;对叶轮进行防酸涂层，但过几个月后涂层会出现局部起皮剥离甚至腐蚀开裂。

　　制造碳纤维叶轮，有什么技术含量?“碳纤维最广泛的应用是采用‘碳纤维+树脂’传统工艺制备成碳纤维树脂复合材料，而碳纤维叶轮采用的是碳碳复合新材料，是由碳纤维和基体碳组成的多相材料，技术含量高、制备工艺难。”上海石化先进材料创新研究院碳纤维专家黄胜德介绍说。

　　黄胜德与上海石化设备动力部、炼油部相关人员共同参与了K-8300风机叶轮技术攻关。针对生产难题，攻关小组与科研单位、制造企业协同，创造性地将高性能碳碳复合新材料应用到叶轮领域。“碳碳复合新材料在风机叶轮领域的应用是碳纤维深化应用的又一次创举，再拔头筹。”先进材料创新研究院总经理沈伟表示。

　　据了解，中国石化系统内6家企业建有烷基化装置，均存在风机K-8300叶轮腐蚀问题。有的企业对叶轮进行防腐涂层处理、有的企业对叶轮材料进行更换，但前者运行时间短、后者材料价格高。“碳纤维叶轮使用寿命是现有材料的10倍以上，性价比高。”沈伟说，“这将解决烷基化装置因风机叶轮腐蚀造成运行时间短的难题，为国内同类装置提供借鉴。”

　　创新应用 技术支撑

　　缓缓转动的叶轮，在风中翩翩起舞。

　　2024年10月8日，在吉林通榆风场，全球最长、单片叶直径达131米的陆上风电叶片进行挂机试验。一座叶轮直径270米、高度达90层楼的风电机组拔地而起，巍然耸立，扫风面积相当于8个标准足球场，年发电量可满足10多万个家庭全年用电需求。

　　硕长的叶片会不会断裂?据三一重能工艺工程师吴玉明介绍，该风电叶片采用上海石化大丝束碳纤维风电专用料，主梁经过拉挤工艺制作而成。传统的玻璃纤维材质叶片长度受刚性限制，超过120米有变形、断裂风险，而上海石化大丝束碳纤维以其超强刚性打破了这一极限，使叶片长度可以达到131米。“不仅叶片不会变形，而且同等体积叶片还比玻璃纤维材质重量轻10吨。”

　　在上海石化碳纤维展示馆，专利墙上数百张专利证书勾画出碳纤维产业迭代升级和产品应用的足迹，从碳纤维树脂复合材料应用到碳纤维碳碳复合新材料，碳纤维在多个领域得到创新应用。

　　——碳纤维复合材料抽油杆，工艺技术达到领先水平，可绵延数千米，推进到地层深处。油田采油工表示，这不仅解放了几十年来工人要将金属套杆一根根连接起来的重体力活，而且碳纤维耐腐蚀、质量轻，降低了采油成本。

　　——采用大丝束碳纤维筋制作的碳纤维吊杆，成功应用于青岛海口路跨风河大桥，成为我国首个应用大丝束碳纤维索锚体系的桥梁工程。

　　——采用轻质高强碳纤维复合材料制成的车头罩，为广州高速地铁“湾区蓝”列车减重，在国内尚属首列。

　　“在碳纤维市场激烈的竞赛中，只有深化创新应用才能不断发展。”沈伟表示。2024年，公司投用碳纤维复合材料实验基地，满足实验需求且具备批量生产能力，形成了从复合材料开发到应用的系列解决方案，进一步发挥“产学研用”一体化优势，为打造世界一流碳纤维产业基地提供技术支撑。

　　追求卓越 做强做大

　　上海石化大丝束碳纤维项目于2021年1月开工建设。2022年10月，首条万吨级48K大丝束碳纤维全国产化生产线投产，由此一跃成为国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维生产技术的企业。目前，生产能力达6000吨/年。

　　在大丝束碳纤维生产基地原丝工厂生产线上，一股股原丝如小白龙飞快游走，到终点后自动装箱，然后自动输送到碳纤维生产线，自动上位，经过氧化炉、碳化炉氧化碳化再经表面处理、上浆、烘干、卷绕，自动分样，打包输送。一切宛如行云流水，令人惊叹。

　　“整个过程采用自主开发的DCS控制技术和智能化输送、存储、包装系统，”上海石化碳纤维事业部总经理李鹏自豪地说：“上海石化大丝束碳纤维生产技术，实现了高水平的科技自立自强。”

　　上海石化科技部副总经理王丽丽表示，经过十几年如一日的苦练内功，截至2024年年底，中国石化已累计拥有碳纤维相关专利265项、碳纤维复合材料专利140项，专利申请数排名全国第一、全球第三。“仅2024年，我们就申请了《一种解决双股大丝束原丝长短丝的引丝装置和引丝方法》等碳纤维专利24件、《环氧树脂组合物及其应用、环氧树脂材料及其制备方法与应用》等碳纤维复合材料专利41件，展示出蓬勃的创新活力。”

　　黄翔宇表示，技术创新、产品迭代，瞄准的是产品应用市场。“围绕新兴产业和未来产业发展方向，我们已经超前做好了5-10年的碳纤维产业布局，正加快推进‘大丝束+小丝束’‘高性能+通用级’碳纤维产品系全覆盖。”

　　责任编辑：郑 丹