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陕西化企发力高端碳材料

据报道,11月上旬,由陕西省石油和化学工业联合会负责编制的《陕西省煤基碳材料产业状况及发展研究报告》完成并通过专家评审。 陕西航空航天、装备制造、军工等产业十分雄厚,但下游急需的碳材料及其复合材料少有突破。中国化工报记者随同调研时真切感受到,这种局面正在悄然改变。

  一批产品产业化

  记者采访了解到,目前陕西已实现产业化的煤基碳材料主要包括活性炭、石墨阳极、炭黑、沥青焦、炭纤维、炭/炭复合材料等。

  活性炭方面,陕西活性炭生产企业主要集中在榆林神木、府谷等地,最多时企业数量在10家以上。但受产品结构不合理以及产业政策、市场因素等影响,目前维持正常生产的仅有府谷县天泽活性炭实业有限公司、府谷县三联煤电化工有限责任公司等。

  炭黑方面,韩城黑猫炭黑有限责任公司形成了煤焦油炭黑发电产业链,其中炭黑年生产能力12万吨,主要用于橡胶轮胎补强和填充剂。致力于煤焦油资源综合利用的陕西黄河煤化有限公司,以蒽油为原料年产色素特种炭黑2000吨,主要用于油墨、油漆、颜料、塑料、色母粒等着色剂。

  作为目前陕西唯一的煤基电极碳材料企业,陕西三义炭素制品有限公司年产石墨阳极5000吨,占国内稀土电解用石墨阳极的一半市场份额。

  在碳纤维及炭/炭复合材料领域,航天四院、西北工业大学等单位技术攻关取得了丰硕成果。航天四院复合材料所西安康本材料公司研发成功HT-T300丙烯腈基炭纤维,目前T700纤维也取得突破。西安超码科技有限公司、陕西兴平华兴航空机轮公司等生产的炭/炭复合材料,覆盖航空、航天、光伏、电子等众多领域,其中军用飞机、大型民用飞机炭/炭刹车盘占有较大份额。

  多种产品正储备

  陕西省一些化工企业和科研单位在高端碳材料领域合力攻关,部分产品实现产业化。陕西天策新材料科技有限公司自主研发成功连续纺丝技术制备高性能沥青基炭纤维(MPCF),在国内率先打通工艺流程并实现小批量生产,年产能超过2吨,最大长度可达5000米以上。

  该产品目前主要用于航天航空和国防尖端领域,为国内首创,打破了国外技术封锁和垄断。天策科技副总经理张鸿翔对记者说,目前该公司投资2.6亿元在西安新建年产20吨MPCF项目,预计2019年底建成。

  陕西煤业化工技术研究院以沥青焦为原料研发超级活性炭, 2017年完成千克级试验,在超级电容器试用后效果良好。在此基础上,其年产100吨超级活性炭项目即将建成。

  陕西榆林能源集团有限公司与上海交通大学成立煤基高纯碳工程技术研发中心,以兰炭为原料通过高温石墨化制备煤基高纯碳。据该公司负责人透露,计划2019年上半年完成试验,成功后将新建年产1万吨工业化项目。

  陕西针状焦此前一直处于空白。目前,神木天元化工有限公司、陕西东鑫垣化工有限责任公司、榆林华航能源有限公司等3家企业,正依托现有的延迟焦化装置生产沥青焦初级产品。神木天元在拥有国内第一套中低温煤焦油制沥青焦装置的基础上,准备实施年产12万吨碳材料研发项目,力争生产针状焦新产品;榆林华航能化公司正在实施沥青焦提质技术改造,预计2019年9月完工后,新增年产能5万吨针状焦,达到超高功率电极的产品标准。

  此外,三义炭素投资1.6亿元新建年产6万吨锂离子电池负极材料提纯用石墨匣钵项目,2019年上半年建成投产后,石墨阳极年产能扩大到1万吨。

  着力满足下游需求

  尽管如此,陕西碳材料产业仍规模偏小,与资源优势和下游产业需求不相匹配,远未形成有效市场需求。同时产品档次不高,附加值较低,高端碳材料仍然很少。陕西省石化联合会有关负责人告诉记者,这归根结底还是企业缺乏核心技术,生产工艺和设备落后,新产品开发力度不足。

  陕西石化联合会刚刚完成的《陕西省煤基碳材料产业状况及发展研究报告》认为,陕西在航空航天、装备制造、军工、电子信息、新能源等产业优势凸显,包括煤基碳材料在内的新材料面临难得的历史机遇。高校、科研院所与企业应通过整合煤化工及功能材料领域的优势资源,大力开展技术研究攻关,在现有基础上进一步发展煤基超级活性炭、石墨烯、高性能炭纤维、炭复合材料、碳纳米管、量子碳素等新型材料。

  从材料到制品再到应用,是一条庞大的产业链。陕西石化联合会有关负责人建议,政府应打破体制、机制障碍和瓶颈,加强上下游产业链协作配套,促进碳材料在高端装备制造中关键领域和关键环节推广应用。到2025年,陕西碳材料将基本满足装备制造、新一代信息技术、航空航天、新能源汽车等高新装备制造领域对碳材料的迫切需求,产业规模化、集聚化发展态势基本形成,建成一批特色鲜明、技术水平高、国内知名的龙头企业。

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