中化新網(wǎng)訊 “十一五”規(guī)劃要求，合成纖維領域重點攻關大型聚酯成套技術(shù)、PTT纖維合成技術(shù)以及芳綸、碳纖維、聚乙烯纖維等特種纖維生產(chǎn)技術(shù)。截至目前，我國合成纖維多個關鍵技術(shù)攻關取得突破。在聚酯滌綸行業(yè)，裝置規(guī)模大型化、短程化趨勢更加明顯，聚酯單套規(guī)模40萬噸/年和單套單線30萬噸/年生產(chǎn)線相繼建設投產(chǎn)。在高性能纖維材料行業(yè)，千噸級高性能碳纖維及原絲生產(chǎn)線投產(chǎn)運行，下游制品生產(chǎn)線正在建設；千噸級芳綸1313、聚苯硫醚纖維國產(chǎn)化裝置建成投產(chǎn)；首條干法超高分子量聚乙烯纖維工業(yè)化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，*了國內(nèi)技術(shù)空白；對位芳綸掌握關鍵技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化指日可待。此外，錦綸、氨綸、再生化纖等行業(yè)的技術(shù)裝備水平也得到較大提升。
聚苯硫醚：實現(xiàn)全程國產(chǎn)化
聚苯硫醚（PPS）纖維具有優(yōu)異的耐化學腐蝕性、耐高溫和阻燃性能，被*為燃煤電廠煙道氣袋式除塵的濾材。同時，它在航空器的阻燃隔熱、電子工業(yè)的介電絕緣等民品與*領域也得到廣泛應用，是國家大力支持發(fā)展的新型材料。由于需求增長迅猛，國內(nèi)市場PPS自給率很低，2006年僅為13％左右。“十一五”期間，通過技術(shù)創(chuàng)新，我國實現(xiàn)了PPS樹脂和纖維成套工程化技術(shù)的*國產(chǎn)化，建成6000噸/年PPS纖維級樹脂和5000噸/年纖維生產(chǎn)線，整體技術(shù)達到*水平，產(chǎn)品部分性能超過國外同類產(chǎn)品，打破了高純纖維級PPS樹脂技術(shù)和紡絲關鍵技術(shù)長期被少數(shù)發(fā)達國家所壟斷的局面。
我國PPS研究基本與國外同時起步，眾多高校、科研院所及企業(yè)投入了大量人力、物力，從小試開始到千克級擴試，再到噸位級中試至百噸級，大大小小先后上了數(shù)十套生產(chǎn)裝置，耗資數(shù)以億計，但因為沒有突破關鍵技術(shù)而陸續(xù)廢棄或只能小批量生產(chǎn)。四川得陽科技股份有限公司2002年就建成了*條千噸級PPS樹脂生產(chǎn)線，在取得技術(shù)性突破的基礎上，公司加快對國產(chǎn)化樹脂的應用研究。
PPS從樹脂到纖維的全程國產(chǎn)化一直是我國的技術(shù)空白。2009年，“國產(chǎn)聚苯硫醚短纖維產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)開發(fā)”及“國產(chǎn)聚苯硫醚長絲工程化成套技術(shù)開發(fā)”項目通過了由中國紡織工業(yè)協(xié)會組織的科技成果鑒定，實現(xiàn)了PPS從樹脂到纖維的全程國產(chǎn)化，*了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化空白。這兩個項目由中國紡織科學研究院和四川得陽科技股份有限公司等單位共同承擔，在國內(nèi)實現(xiàn)了纖維級聚苯硫醚樹脂生產(chǎn)技術(shù)的突破，通過連續(xù)無氧去硫樹脂預處理、短程冷卻紡程控制等技術(shù)的開發(fā)，實現(xiàn)了*國產(chǎn)化的聚苯硫醚長絲和短纖維工業(yè)化關鍵技術(shù)集成；在硬件開發(fā)方面，項目創(chuàng)造性研制了連續(xù)化去硫關鍵裝置、螺桿擠出機、高溫熱媒箱體和高溫高壓聯(lián)苯長絲箱體以及高溫多段牽伸機等聚苯硫醚長絲關鍵設備，保證了項目工業(yè)化的成功。
在上述成果基礎上，四川得陽形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的聚苯硫醚纖維工程化成套技術(shù)，建成了國內(nèi)產(chǎn)量zui大的4000噸/年短纖維和1000噸/年長絲生產(chǎn)線。該項目立足于成套技術(shù)的*國產(chǎn)化，形成了“樹脂開發(fā)-纖維開發(fā)-下游應用”的完整技術(shù)鏈條，為國內(nèi)高技術(shù)纖維的開發(fā)提供了全新模式。
超高強聚乙烯纖維：中國躋身三強
超高強度聚乙烯纖維曾經(jīng)只有荷蘭、美國兩個國家掌握生產(chǎn)技術(shù)，是世界范圍內(nèi)的稀缺物資。“十一五”期間，東華大學材料學院與中紡投資公司合作，研制成功高強高模聚乙烯纖維并投入批量生產(chǎn)，打破了國外公司的技術(shù)壟斷，使我國成為繼荷蘭、美國之后，第三個掌握該技術(shù)的國家。
據(jù)負責該項目的東華大學劉兆峰教授介紹，高強高模聚乙烯纖維在粗細相同的情況下，所能承受的zui大重量是鋼絲繩的8倍，是繼碳纖維、芳綸纖維之后的第三代高強高模纖維，在軍事工業(yè)和航天航空領域均有不可替代的作用。
東華大學“高強高模聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化”課題組從1985年開始，與同行同步開展了凍膠紡絲技術(shù)的研究。他們從基礎理論研究著手，逐步攻克凍膠紡絲技術(shù)、萃取技術(shù)及萃取裝備、納米顆粒使用技術(shù)、超倍拉伸技術(shù)等一系列技術(shù)難題，取得了一批，并在一些關鍵技術(shù)上走在了世界前列，為高強高模聚乙烯纖維的開發(fā)掃除了障礙。
在此基礎上，該所的科研成果逐步實現(xiàn)工業(yè)化，而且全部采用國產(chǎn)原材料。同時，他們根據(jù)工藝需要研制了全套紡絲、拉伸裝備，包括公用工程裝備和回收裝備的研究，完成了包括溶劑回收、萃取劑的回收和再生等工藝優(yōu)化工作，形成了完整的成套技術(shù)工藝裝備，并建成了年產(chǎn)250噸的高強高模聚乙烯纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。
“十一五”期間，我國該領域的另一大突破是建成了國內(nèi)*條干法紡高性能聚乙烯纖維工業(yè)化生產(chǎn)線，實現(xiàn)了干法紡絲技術(shù)國產(chǎn)化突破。
超高強聚乙烯纖維有干法和濕法兩種工藝路線。與濕法工藝相比，干法紡絲工藝具有流程短、生產(chǎn)工藝環(huán)保、產(chǎn)品綜合性能指標高等特點，一直被荷蘭DSM公司為代表的國外廠商所壟斷，我國生產(chǎn)商全部采用濕法工藝技術(shù)。為打破*壟斷，中國石化儀征化纖股份有限公司以中國紡織科學研究院和中國石化南化集團公司研究院合作開發(fā)的高性能聚乙烯纖維干法紡成套技術(shù)為依托，于2008年底建成了國內(nèi)*條年產(chǎn)300噸干法紡高性能聚乙烯纖維工業(yè)化生產(chǎn)線。目前，生產(chǎn)線運行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量已接近荷蘭DSM公司SK75水平，所生產(chǎn)的產(chǎn)品已應用于防彈材料、防割防刺用品等領域，并正逐步形成品種的系列化。
圖為模特們正在展示用大豆纖維和玉米蛋白合成纖維制成的精美時裝。
圖為在體育賽事中深受運動員喜愛的碳纖維自行車。
碳纖維：產(chǎn)業(yè)化成功起步
碳纖維是我國“十一五”期間的研發(fā)重點，也是我國多年來研發(fā)和實施科技產(chǎn)業(yè)化重點攻關項目。經(jīng)過“十一五”攻關，我國纖維新材料產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)成功起步，建成千噸規(guī)模T300級碳纖維的*國產(chǎn)化生產(chǎn)線。
“十一五”期間，我國碳纖維整體上的進展可用“三個初步”來形容，即總產(chǎn)能初具規(guī)模，達到4115 噸/年，單線國產(chǎn)化產(chǎn)能達到350 噸/年；碳纖維指標初上水平，基本能達到日本東麗T300 產(chǎn)品水平；初步滿足航空、航天、國家安全的急需和國民經(jīng)濟的需求，并形成了以6 家企業(yè)為骨干的中國碳纖維行業(yè)。
2010年5月9日，連云港中復神鷹碳纖維有限責任公司完成的碳纖維與關鍵設備研發(fā)項目通過*鑒定，標志著我國已成功實現(xiàn)碳纖維的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化，*打破了發(fā)達國家對碳纖維市場的長期壟斷地位，一舉扭轉(zhuǎn)了我國碳纖維*依賴進口的局面。
長期以來，我國碳纖維產(chǎn)業(yè)水平遠遠落后發(fā)達國家，尚無一條達到*經(jīng)濟規(guī)模的年產(chǎn)1000噸以上且原絲自給的工業(yè)化碳纖維生產(chǎn)線，國內(nèi)碳纖維供需矛盾十分突出。為盡快扭轉(zhuǎn)這一受制于人的被動局面，2006年，新組建的中復神鷹與東華大學合作承擔了國家*的年產(chǎn)2500噸聚丙烯腈（PAN）原絲1000噸碳纖維項目。
項目重點開發(fā)了一步法連續(xù)大型穩(wěn)定聚合、離子交換樹脂螯合純化等創(chuàng)新技術(shù)，解決了聚合體的質(zhì)量瓶頸問題；通過凝固浴濃度及溫度的控制、氨化親水、浸涌水洗新技術(shù)、分配牽伸比例的優(yōu)化和大型高壓飽和蒸汽牽伸以及噴絲組件的結(jié)構(gòu)設計等獲得了高取向度原絲；通過開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的油劑、可控均質(zhì)化預氧化工藝和無焦油碳化處理等技術(shù)，實現(xiàn)了性能均勻穩(wěn)定的千噸級T300碳纖維的生產(chǎn)；在關鍵設備方面，研發(fā)了20m3大型聚合釜、高壓蒸汽牽伸機、新型疊式外熱預氧化爐、超寬幅低溫碳化爐、高均勻性高溫碳化爐及相應的精密控溫系統(tǒng)等，實現(xiàn)了T300級碳纖維生產(chǎn)中的聚合、紡絲與碳化等工藝的控制與連續(xù)生產(chǎn)，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的PAN基碳纖維工程化核心技術(shù)、關鍵設備和配套系統(tǒng)，建成了年產(chǎn)2500噸原絲、1000噸T300級碳纖維的規(guī)模化生產(chǎn)體系。產(chǎn)品經(jīng)北京化工大學檢測，主要技術(shù)指標達到上通用的T300級產(chǎn)品標準。與此同時，中復神鷹同步開發(fā)的ST-750碳纖維經(jīng)測試已接近T800級碳纖維的技術(shù)指標要求。
目前，中復神鷹碳纖維有限責任公司總產(chǎn)能達3220噸/年，原絲、碳化所有設備全部國產(chǎn)化，形成了配套下游制品的完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，并計劃建設5000噸原絲、2000噸碳化生產(chǎn)線，爭取未來5年形成萬噸級規(guī)模。
此外，作為早的碳纖維研發(fā)生產(chǎn)單位，中國石油吉化公司的百噸級生產(chǎn)線目前生產(chǎn)穩(wěn)定，并掌握了千噸線放大技術(shù)，正計劃建設1000噸級生產(chǎn)線。
圖為頂部采用了纖維復合材料的體育場館建筑模型。
圖為碳纖維復合材料使用量占結(jié)構(gòu)材料總量50%左右的大型客機A380。
聚酯：創(chuàng)世界單線產(chǎn)能之zui
我國聚酯工藝早已打通，但單線產(chǎn)能提升一直是困擾業(yè)界的難題。“十一五”期間，聚酯單線產(chǎn)能由20萬噸提升到40 萬噸/年成為聚酯關鍵技術(shù)開發(fā)的zui大亮點。
2009年6月，桐昆集團浙江恒通化纖有限公司年產(chǎn)40萬噸連續(xù)聚酯生產(chǎn)線一次投料試車成功，與其配套的熔體直紡生產(chǎn)線也先后完成調(diào)試并投產(chǎn)，由此宣告了單線產(chǎn)能zui大的聚酯熔體直紡生產(chǎn)線正式建成投產(chǎn)。
該項目由中國紡織工業(yè)設計院總承包，聚酯和紡絲多項技術(shù)和裝置均根據(jù)企業(yè)要求設計和制造，其容量之大、功能之多、效率之高開創(chuàng)了世界聚酯纖維行業(yè)之先河。通過深入進行反應動力學，特別是流體動力學研究，科研人員解決了設備尺寸擴大而產(chǎn)生的邊際效應變化等問題，并對大型聚酯裝置的多個關鍵設備進行了系統(tǒng)研究。其中，體積zui大的*酯化釜與結(jié)構(gòu)zui復雜的zui終縮聚反應設備，兩者的設計難度和加工難度很大，令人高興的是，該項目將體積zui大的反應器由6.6萬噸裝置的26.5m3提升到了80m3、112m3、157m3、370m3，甚至50萬噸級裝置的410m3，攻克了高分子聚合工程中傳熱均質(zhì)技術(shù)瓶頸和加工制造難題，形成了系列化反應器，可滿足不同工藝采用三釜、四釜、五釜流程的要求。此外，在聚酯裝置技術(shù)裝備水平和盈利能力提升的同時，進一步降低了投資和運行成本，產(chǎn)品檔次和質(zhì)量穩(wěn)定性也得到提升，提高了我國聚酯行業(yè)的綜合競爭能力。
“十一五”初期，“年產(chǎn)20萬噸聚酯四釜流程工藝和裝備研發(fā)暨國產(chǎn)化聚酯裝置系列化” 科研課題曾榮獲2006年度國家科學技術(shù)進步二等獎。該課題由中國紡織工業(yè)設計院牽頭負責，科研、設計、制造、生產(chǎn)單位聯(lián)合攻關，對聚酯全流程工藝條件優(yōu)化、全流程工藝柔性化、特殊品種（色絲、瓶片等）添加劑工藝試驗、真空系統(tǒng)優(yōu)化、氣液相熱媒系統(tǒng)、優(yōu)化尾氣處理工藝、節(jié)能并減少污染等內(nèi)容進行了深入研究，*擁有我國知識產(chǎn)權(quán)的四釜流程工藝。該課題使得國產(chǎn)化聚酯裝置具有大容量、系列化、直接紡、低投入、低成本的突出優(yōu)勢，國產(chǎn)化四釜流程聚酯技術(shù)的原料單耗及產(chǎn)品質(zhì)量均達到*水平，綜合能耗處于水平，為后來單線產(chǎn)能的提升奠定了良好的基礎。
在40萬噸/年聚酯裝置投產(chǎn)運行后，我國目前正在設計產(chǎn)能規(guī)模為1500 噸/天的聚酯生產(chǎn)線。“十二五”期間，將探討進一步提升聚酯裝置單線產(chǎn)能的可行性，在1500 噸/日裝置成套技術(shù)裝備實現(xiàn)突破、穩(wěn)定運行后，1800～2000 噸/日生產(chǎn)線的可行性探討也將提上日程。
合成纖維主要品種zui大單線產(chǎn)能 、 單位投資 及裝置單位綜合能耗變化
指標 聚酯 錦綸 氨綸
“十五”期末
zui大單線產(chǎn)能（萬噸/年） 20 3 0.1
單位投資與“九五”末比 ↓13.3％ ↓6.6％ /
單位綜合能耗與“九五”末比 ↓10.8％ ↓7％ /
“十一五”期末
zui大單線產(chǎn)能（萬噸/年） 40 7 0.35
單位投資與“十五”末比 ↓15.4％ ↓41.4％ ↓29％～33％
單位綜合能耗與“十五”末比 ↓4％ ↓4％ ↓36％
對位芳綸：手中掌握 關鍵技術(shù)
對位芳綸又稱芳綸1414，被列為我國“十一五”重點支持發(fā)展的雙星號項目。經(jīng)過幾代人的不懈努力，國內(nèi)芳綸合成終于取得實質(zhì)性突破，基本具備工業(yè)化生產(chǎn)條件，同時許多企業(yè)已完成小試和中試，開始啟動工業(yè)化生產(chǎn)線建設。
2007年，上海艾麥達化纖科技有限公司和東華大學100噸規(guī)模對位芳綸中試研究項目通過了中國紡織工業(yè)協(xié)會組織的鑒定。他們成功解決了對位芳綸聚合的關鍵技術(shù)問題，實現(xiàn)了連續(xù)、多位、高速紡制對位芳綸纖維，纖維強度接近杜邦產(chǎn)品水平。2008年，神馬集團對位芳綸賽爾項目通過河南省*的鑒定，關鍵指標樹脂黏度和纖維強度與杜邦公司產(chǎn)品水平相當。其對位芳綸設計產(chǎn)能500噸/年，紡絲設計產(chǎn)能100噸/年。此外，國內(nèi)還有多家企業(yè)開始著手建設對位芳綸纖維生產(chǎn)裝置，在建裝置總規(guī)模約為2500噸，主要企業(yè)有中石化儀征化纖、河北硅谷化工、四川金路集團、煙臺氨綸總廠、廣東彩艷股份有限公司等，建設規(guī)模多為300～500噸/年，已有部分產(chǎn)品進入國內(nèi)市場。
盡管目前在建項目初期規(guī)模都比較小，但都有在未來幾年內(nèi)擴大生產(chǎn)規(guī)模的計劃，如儀征化纖計劃2012年擴大到3000噸，河南神馬集團計劃到2015年擴大到1萬噸。因此未來幾年國內(nèi)產(chǎn)能將快速增長，保守預計2015年國內(nèi)對位芳綸纖維產(chǎn)能將達到1.5萬噸。杜邦、帝人一統(tǒng)芳綸纖維市場三十多年的格局有望改變。
據(jù)了解，我國從“六五”期間就展開了對位芳綸合成的技術(shù)攻關，但對位芳綸合成及“三廢”處理難度很大、投資金額巨大，長期停留在研究、小試階段，產(chǎn)業(yè)化關鍵技術(shù)始終未能獲得突破。
間位芳綸：打破壟斷 開始出口
有“纖維”之稱的間位芳綸是世界上高性能纖維中用途zui廣的品種，“十一五”期間，我國間位芳綸取得重大技術(shù)進展，不但擺脫了長期依賴進口的局面，部分企業(yè)產(chǎn)品還大量出口到歐、美、日、俄等發(fā)達國家和地區(qū)，成為世界間位芳綸市場的重要一員。
煙臺氨綸公司在引進*的基礎上，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的紐士達牌間位芳綸。其開發(fā)的濕法間位芳綸短纖生產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化項目獲得2010年國家科技進步二等獎。
據(jù)項目負責人宋西全介紹，間位芳綸在我國又稱作芳綸1313，是高附加值、軍民兩用的特種纖維。長期以來，間位芳綸的生產(chǎn)技術(shù)一直由美國杜邦和日本帝人高度封鎖，兩家公司還聯(lián)手壟斷了的間位芳綸市場。盡管我國從上世紀60年代就開始投入人力、物力進行研發(fā)，也取得了一定的研究成果，但始終未能突破工程化關鍵技術(shù)，國內(nèi)一些關鍵領域的間位芳綸需求只能依賴進口，嚴重受制于人。
煙臺氨綸科研人員在中試生產(chǎn)線的基礎上，邊生產(chǎn)、邊試驗，一步一步突破了聚合分子量在線控制、紡絲凝固條件控制及牽伸比的分配、溶劑回收工藝控制等一系列技術(shù)瓶頸，zui終形成了完整的間位芳綸產(chǎn)業(yè)化技術(shù)軟件包，取得自主知識產(chǎn)權(quán)。經(jīng)國家*鑒定，該技術(shù)具有工藝流程短、聚合反應平和、可控性好、紡絲單機產(chǎn)量高的優(yōu)點，已經(jīng)達到*水平。
2004年，煙臺氨綸公司年產(chǎn)500噸間位芳綸產(chǎn)業(yè)化項目一次投料開車成功后，開始了我國間位芳綸的大批量生產(chǎn)。目前，煙臺氨綸的間位芳綸年生產(chǎn)能力已經(jīng)擴大到4300噸，成為第二大間位芳綸生產(chǎn)和供應商，占領了國內(nèi)市場70%的份額，從根本上扭轉(zhuǎn)了我國間位芳綸長期依賴進口、受制于人的被動局面，而且，煙臺氨綸生產(chǎn)的紐士達牌間位芳綸還大量出口到發(fā)達國家和地區(qū)。
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