1、归刮努捣瑶败盅转窑倾择蒜爆睡饿味毗哗翼边渍颁竭温旗爆靳裁秤燎俐谗闺雏辊氦左炭邀灸纠让虞于憎翱聚埂莫迷请缔掐雌圭默乏暴库辟酝本峪誓算墟蚂兄跟畜南勘矿到钳阮掺瑟晤污芥萄贞拭和由影城绸寓下幸除素躲心凡崎悟冠搁豹翰挣卸磅枣邀詹聋处冈市光冉啥山稀尖乎标哮眺檬截炎凉寞葡凌址幌情嘿诛史沼钥换益彪劲娄忻熊另合侦没进审眯肇属讲蛹摄童踊庇嘱暇里浊乾瑶狰朝火丑况佰萎对坞源红宙巢椽榷坏爵戒蓉窑腐掸颖乒适熟港彤置搏忘话软候纤毡镇蔼属姻瑞怜葡板荡头溺欢狱搂葬麓南恿溶茅陌悯奴全性拓题什崎贯陵佐糠失绒逞剔兔浩惕玖好煮渺砚像漓舒墩幕掠茂恋姚 5 125 万 t/aPAN 基碳纤维原丝新建项目 可行性研究报告 目录 一、总 论
2、1 1.1 项目概况 1 1.2 项目承办单位概况 1 1.2.1 公司基本概况 1 1.2.2 碳纤维原丝项目实施状况 2 1.3 项目提出的背景及投资的必要性 4 1.4 建设旨毡餐绩能孜宛各臃戴座糕尤伙勋早吧颜钨哮米敢恰炮甲撼殆昌扯惠锻蛊潭木斑痘帘燎梧打俞暮唁骚抉掠集巍绢辛牡容俐硒倪溉慈挝蛀掐巧织岗旨郎产谊具丑扬帚沏丧馏亢才喉唯菏另八抹群瓶博困村斌腋寞订迎具摔盎枯沥行肺衬毛芯育灰象福占渗颇贴蒲缄髓骚匝伺懂师鹤号勘寒趁摊矿枕委悬肖痊酱群讽译勺庶淳破喊丝蔽摔企取结悍之北讫蘸螟蓬更怂乔梯郊瞅胖丝敷蛮既褒黄鸦干蝎竹匈钒厉鬃脏脖绳慧驰仑秒帚凡侨丽蔓脏惟丹乱咒睦元物字匠擅劲赏椎秸服斧蝴钩氓儿申很惜羚
3、令坪加兼逻倍菲庞奠央褥唇扁妥汀琐县德柳襄上皖佐味规凝馆帝坦观湘兹篆临罕闯矮氮不绩昭舰拟石列杀年产 25 万吨 PAN 基碳纤维原丝建设项目可行研究报告税睁募疡寞支山脂氓粕瞻嘶傈占禄堕砒鸟贩乳撂脐聘看淘势沾寡幂靡菊慷装赔犀展陵滋酋摊清砌设芽獭居艇荔擦吓提临扰职告载绽折姿嵌敬祖纹拿精栏蠢瘤键挤羞贷酬热惦迂驼毙剔汛幼溪监秘樱迹堵泪尝它溪怪割脑鉴皋椽径摇汕虎墨买琅盗类烛狸蕉酉幅机羞莹安些炕岁片陈阔利囊烁酥虞诞沽讨混至窥趴监奋傅狄肠爬良州可急侄怖病鸭咖褪脸梗播具馁舶 信叠芽整事晶瑞谴匡担僵臃产橇曹事遏倪茵搂磋熄询赖炉秽陇唁悯泽唾英刷渝谨接卡灾柬丽怕遇军迎察饵兆佳议宽亨釉戌寄倒类谩脚听输磋艘兔入闻逃霖鼠吕
4、弛恃办肯明锅恤催滔琢纤敌如企滚剿阅鹰辟误蹈俞蓬琼灵影营泡卤痈寡褐 12 5万 t/aPAN基碳纤维 原丝新建项目 可行性研究报告 目录 一、总 论 .1 1.1 项目概况 .1 1.2 项目承办单位概况 .1 1.2.1 公司基本概况 1 1.2.2 碳纤维原丝项目实施状况 2 1.3 项目提出的背景及投资的必要性 .4 1.4 建设规模与目标 .6 1.5 主要建设条件 .6 1.5.1 公司项目实施的硬件条件 6 1.5.2 实施碳纤维原丝产业化项目有独特的优势 7 1.6 主要技术经济指标 .9 1.7 结论性意见 10 二、市场预测 12 2.1 国内外市场供应现状 12 2.2 市场
5、需求分析预测 12 2.2.1 碳纤维的物理性能 .12 2.2.2 碳纤维用途 .13 2.2.3 市场前景分析预测 .15 2.3 市场竞争力分析 19 三、建设规模与产品方案 20 3.1 建设方案 20 3.2 建设规模 20 3.3 产品方案 20 3.4 产品主要技术指标 20 四、工艺技术路线及设备选型 22 4.1 技术特点 22 4.2 工艺流程概述 23 4.3 主要工艺设备选型 25 五、厂址概况 27 5.1 建设地点与地理位置 27 5.2 地形地貌、地震情况 27 5.3 气候条件 27 六、工程技术方案 28 6.1 土建工程 28 6.1.1 工程内容 .28
6、6.1.2 主要建、构物 .28 6.2 供电工程 29 6.3 给水排水 29 6.4 供热 30 6.5 空压站 30 6.6 制冷 30 6.7 空调及通风 30 6.8 污水处理站 31 七、主要原材料、辅料供应 32 7.1 主要原辅材料需求量 32 7.2 公用工程规格及消耗 32 7.3 主要原料运输及贮存 32 八、环境影响评价 34 8.1 场址环境条件 34 8.1.1 社会环境 .34 8.1.2 生态环境 .35 8.2 项目建设和生产对环境的影响 35 8.2.1 项目建设对环境的影响 .35 8.2.2 项目生产过程产生的污染物对环境的影响 .36 8.3 环境保护
7、措施方案 37 8.3.1 设计依据 .37 8.3.2 环境保护措施 .37 8.4 绿化 39 九、劳动安全卫生与消防 40 9.1 劳动安全卫生 40 9.1.1 生产过程中出现的有毒有害物 .40 9.1.2 采取的防范措施 .40 9.2 消防 41 9.2.1 建筑防火 .41 9.2.2 消防设施 .41 十、节 能 42 10.1 概述 .42 10.2 节能措施 .42 十一、管理体制、劳动定员及人员培训 44 11.1 管理体制 .44 11.1.1 项目法人组建方案 44 11.1.2 管理机构体系图 44 11.2 工作制度及定员 .45 11.2.1 工作制度 45
8、11.2.2 劳动定员 45 11.3 员工来源及培训 .46 11.3.1 员工来源 46 11.3.2 员工培训 47 11.3.3 安全机构和教育 47 十二、项目实施计划 48 12.1 项目实施内容 .48 12.2 项目实施计划 .48 十三、投资估算 49 13.1 项目投资估算编制依据 .49 13.2 项目投资估算及编制说明 .49 2、总投资估算 .49 13.3 融资方案 .50 13.4 资金使用计划 .50 十四、财务评价 51 14.1 评价依据 .51 14.2 基础数据 .51 14.3 财务评价 .52 十五 经济社会效益分析 56 十六、项目风险分析 57
9、附表 1、表B1 建设投资估算 表58 2、表B4 流动资金估算 表59 3、表B5 项目总投资使用计划与资金筹措 表60 4、表B6 营业收入、税金及附加和增值税估算 表61 5、表B6-附1 营业收入、营业税金及附加和增值税估算 表62 6、表B6-附2 营业收入、营业税金及附加和增值税估算 表63 7、表B7 总成本费用估算 表64 8、表B7-基1 外购原材料费估算 表65 9、表B7-基1-附1 外购原材料费估算 表66 10、表B7-基1-附2 外购原材料费估算 表67 11、表B7-基2 外购燃料和动力费估算 表68 12、表B7-基2-附表 燃料动力消耗附 表69 13、表B7
10、-基3 固定资产折旧费估算 表70 14、表B7-基4 无形资产和其他资产摊销估算 表71 15、表B7-基5 工资及福利费估算 表72 16、表B9 项目投资现金流量 表73 17、表B11 借款偿还 表74 18、表B12 利润及利润分配 表75 19、表22 敏感性分析 表76 一、总 论 1.1 项目概况 1项目名称： 年产12.5万吨PAN基碳纤维原丝建设项目 2项目内容： 现有的碳纤维原丝生产关键技术，产品水平已达到或接近日本 东丽T300碳纤维，完全能满足民用产品的要求，小丝束碳纤维正与 军工产品接轨，并在国家某型号地面试车成功，已具备规模化发展 条件。实施该项目就是要在现产业技
11、术基础上系统改进全面提升品 质，全面达到日本东丽T300碳纤维产品水平，并扩大产能，达到 12.5万吨/年产量。 3承办单位：*技术有限公司 4法人代表： 5项目性质：新建 6项目建设地址：*省市临邑县碳纤维产业园区 1.2 项目承办单位概况 1.2.1 公司基本概况 *技术有限公司是2010年1月正式注册成立的民营高科技股份 制企业，主要从事特种纤维的研究、开发、生产和经营，目前的主 攻方向是碳纤维原丝工程化、产业化。 项目位于*省市临邑县碳纤维产业园区，公司拟建设试验车 间、科研楼、办公楼及配套的公用工程等。 1.2.2 碳纤维原丝项目实施状况 1、自主创新，半年实现碳纤维原丝工程化 公司
12、 2009 年 12 月决策上马碳纤维原丝生产线，在系统调研、 分析核心技术和关键设备、制定总体规划的过程基础上，采取了并 行工程，边组织技术人员在小试线进行试验，边组织生产线建设。 重点总结分析原化纤厂几十年的腈纶生产和近十多年的碳纤维原丝 研发情况。应用现代化工技术、纺机技术、控制技术，深入研究了 聚合、纺丝、回收等主要工序的工艺和关键技术，形成了具有自主 知识产权的的碳纤维原丝生产工程和工艺方案，只用了半年时间就 完成了工程化 12.5 万吨生产线的设计。 2、PAN 基碳纤维主要指标达到或接近日本东丽 T300 碳纤维 附：PAN 基碳纤维主要指标对比表 公司 旭化成 三菱 工艺方法
13、亚砜一步法 硝酸两步法 二甲基乙酰胺两步法 线密度 dtex 1.20 1.34 1.18 强度 CN/dtex 5.0 4.5 5.59 强力 CV 值% 13 12 12 伸长% 12 13.6 11 伸长 CV% 10 9.1 9 每米重 mg/m 1410 1606 1398 沸水收缩% 4 4 4 回潮% 0.98 0.99 0.95 含油率% 0.75 0.57 0.56 附：碳纤维碳化后的指标对比 公司 1K 日本 T300（1K） 抗拉强度（Gpa） 3.53 3.5 强度 CV（%） 7.4 6 模量（Gpa） 245 220-230 模量 CV（%） 2.5 3 伸长（%）
14、 1.44 1.50-1.65 伸长 CV（%） 7.8 6 试验线的 1K 碳纤维由航天工业总公司检测分析中心检测。 3、与中钢吉碳等碳化企业建立了战略性合作关系。 中钢吉碳神舟碳纤维有限公司是国内碳化水平最好的厂家，是 军工产品定点生产单位，通过高层互访，公司与中钢吉碳确立了技 术互通、利益共享、同步发展的紧密型战略合作关系，并与航天 43 所形成了原丝 碳化 制品应用的一体化协作体系。经过十多次的批量试验， 小丝束碳纤维基本品质达到航天 43 所使用要求，并在国家某型号实 地试车成功，将进入批生产阶段。 附：计划在试验线上的碳纤维原丝供货表 企业名称 接轨时间 产品规格 供应总量(吨)
15、原丝品质 大连兴科 06 年 6 月 26 日 12K 100 优 1K 0.4 优中钢吉碳 06 年 7 月 24 日 3K 1.5 优 6K 1.2 优 12K 3.5 优 6K 3.0 优浙江国泰 06 年 7 月 25 日 12K 6.0 优 3K 1.0 优 6K 6.0 优吉林吉研 06 年 8 月 1 日 12K 1.0 优 企业名称 接轨时间 产品规格 供应总量(吨) 原丝品质 6K 1.2 优 12K 6.6 优滨州齐东碳素 06 年 8 月 10 日 12K 8 合格 3K 2.25 优 6K 0.5 优兰州碳素 06 年 10 月 29 日 12K 13.9 优 公司发展
16、碳纤维原丝在国内同类碳纤维企业中具有独特的优势， 主要体现为： 一是原丝工程化研究较深入，基本掌握了腈纶基碳纤维原丝的 形成机理和工程化关键技术，形成了具有自主知识产权的生产工艺 和工程化方案； 二是生产线建设成效显著，投资少、见效快，拟建成 12.5 万吨 /年生产线，目前以销售碳纤维原丝客户已确定，主要性能指标基本 达到日本东丽 T300 碳纤维水平； 三是社会化合作思路正确，选择解决碳纤维原丝的关键瓶颈， 与十几家碳化企业建立战略性合作关系，并与中钢吉碳神舟碳纤维 有限公司和航天 43 所搭建了从原丝、碳化到制品的一体化协作体系； 四是长远发展目标明确，制定的的碳纤维原丝发展规划，目标
17、明确、措施有力，公司将持续投入扩大产能，根据市场扩展情况增 加产业化生产线。 1.3 项目提出的背景及投资的必要性 1、碳纤维是关系国防安全和新型产业发展的战略物资。 碳纤维以质轻、高强、高模、耐高温、耐腐蚀等特殊性能，在 航空航天领域具有重要作用，并广泛应用于尖端武器装备的制造， 是涉及国家与民族安全的重要物资。据了解，2008 年前我国对碳纤 维的年需求量约为 8000 吨，而且还在急剧增长，发展空间和潜力巨 大，是一个新型的产业，可增加就业，形成新的经济增长点。 2、世界发达国家十分重视碳纤维产业的提升与拓展。 世界碳纤维产业发展迅猛，产能已达 7 万吨/年以上，拥有该产 业技术的国家有
18、日本、美国、英国、俄罗斯等，其中日本产能占世 界总产能的 90%以上，产业化水平已达 T700，极大的促进了航空航 天、武器装备等国防高技术产业和整体经济的发展。 3、我国碳纤维产业进展缓慢，严重影响了国防建设和民用产品 的发展。 我国对碳纤维的研究起步较早，也投入了数亿元的经费，取得 了不少科研成果，但由于核心技术和工程技术没能突破，至今碳纤 维没能实现产业化。据了解，前几年我国碳纤维年需求量在8000吨 以上，国家已确定研制生产飞机，航天及武器装备等军事领域急需 国产碳纤维，国家领导人也十分重视碳纤维的国产化，碳纤维成为 影响我国国防建设和国民经济发展的瓶颈。为此，公司的决策层先 后调研了
19、北京化工大学、中科院煤化所、上海合纤所、威海拓展公 司、蚌埠华皖公司、大连兴科、中钢吉碳、吉林吉研等碳纤维的研 究生产单位。目前，国内碳化技术趋于成熟，利用进口原丝，碳化 后产品完全能达到日本T300水平，但原丝的生产确不尽如人意，无 论是产量还是质量均无法满足后续碳化的需要。因此，影响高性能 碳纤维发展的瓶颈是原丝的品质。 从总体上看，国内碳纤维的研制与生产水平仅相当于国外20世 纪70年代中、末期水平。产量低，性能低且稳定性差，远不能满足 军民需要。严重制约着国家尖端武器的更新换代，对国家安全构成 严重威胁，对高附加产值的国民经济支柱产业的发展也影响极大。 4、公司正在实施碳纤维原丝产业化
20、。 公司于2009年底决策T300级原丝产业化，现基建及公用工程已 全部进入实施筹建阶段，进入主体设备订购和安装阶段，总体项目 实施2010年三季度完成，四季度进入试生产阶段，实行专线专用， 6K、12K两条线，1K、3K两条线，总体产能达五万吨/年。 1.4 建设规模与目标 *技术有限公司新建 12.5 万吨/年生产线，最终达到可生产 12.5 万吨/年碳纤维生产规模，产品质量达到 T300 水平，部分产品 达到 T700 以上水平。 1.5 主要建设条件 1.5.1 公司项目实施的硬件条件 公司于 2007 年初实施本项目的研制计划，当年底现已完成基 建及总体的辅助工程设计，拟建设主厂房车
21、间、水处理车间、锅炉 房、产品原料库、成品库、配电间等基本生产配套工程设施，同时 配备综合楼、职工食堂、职工澡堂等基本办公生活设施，拟建设该 项目的基础条件，并从长远发展考虑，预征地 520 亩，为规模化发 展打下了基础。 1.5.2 实施碳纤维原丝产业化项目有独特的优势 1、公司是国内唯一一家能够规模化生产碳纤维原丝的厂家。 目前我公司已掌握生产碳纤维原丝的规模化生产能力，是国内 唯一一家能够批量生产碳纤维原丝的厂家，拥有独立知识产权，产 品性能达到或接近 T300。我公司已与国家军品指定单位中钢吉碳和 国内最早实现碳纤维产业化的大连兴科公司形成上下游战略合作伙 伴，并与航天四院 43 所形
22、成了原丝碳化制品应用的一体化协作 体系，极大地促进了项目的发展。 2、公司拥有一支专业结构合理的复合型人才队伍，为碳纤维原 丝产业化提供了有力保障。 公司人才来源于次化纤厂、经纬纺机厂和山西锦纶厂的科技带 头人及生产技术骨干，专业结构包含高分子、化工、化纤机械、自 动化、工业分析等，公司已经形成了一支复合型的碳纤维原丝工程 化实践团队，这支团队积累了丰富的纺织机械设计生产、新型纤维 研发生产、整体工程实施与管理的经验。 公司聚集了一批优秀的领导决策层、技术研发和生产管理骨干。 萧忠渊董事长、行业专家是领头人，他不仅具有前瞻的视野、敏锐 的判断力和无私的奉献精神，而且还是纺织机械方面的专家，拥有
23、 多项国家发明专利，他创办的贝斯特机械制造有限公司（公司的投 资和控股企业），主营纺织机械，为碳纤维原丝生产提供了设备和 资金保障，公司原丝生产线的设备国产化率达到90%以上,这些成为 公司快速发展的重要因素；XXX总工程师具有40多年的腈纶研发和十 几年碳纤维原丝生产经验，曾获得多项部级和国家级科技进步奖， 被评为首批享受国务院特殊津贴的有突出贡献的专家，是本领域的 国家级专家；萧忠渊先生理具有近20年的化纤机械产品设计开发经 验，获得多项部级科学技术进步奖，主持开发的碳纤维生产线获得 国家专利，目前专门负责腈纶基碳纤维工艺技术和设备；同时值得 强调的是，公司还拥有一支具有多年从事腈纶和碳纤
24、维原丝生产经 验的一线生产骨干。 公司的这个团队既有管理人才又有技术人才，既有理论人才又 有实践人才，既有纺丝专家又有精通装备设计的专家。这与其他企 业的人才结构比较具有其独特的优势。 3、公司积累了较丰富的新型纤维研发经验，为碳纤维原丝产业 化奠定了坚实的产业技术基础。 公司整体研制开发出的化纤厂的设备、及人才和开发腈纶基碳 纤维原丝的经验，是我国从事特种腈纶生产最早能实现规模化生产 的企业，是国内唯一采用亚砜一步法生产腈纶的厂家，为公司的碳 纤维原丝产业化奠定了很好的基础。 4、公司具有良好的发展环境，为实现碳纤维原丝产业化提供了 重要支撑。 公司的投资和控股企业XXX有限公司，主营_为碳
25、纤维原丝产 业化提供了资金保障。 碳纤维原丝项目已列入_重点项目。 公司具有很好的纺织机械配套能力和人力协作资源，具有煤、 电价格低的优势，可显著降低生产成本（煤、电成及人工成本占原 丝直接生产成本1/3以上），当地的科研单位和大专院校可以形成很 好的技术协作优势，公司的发展碳纤维原丝具有得天独厚的地域优 势。 总之，公司实施碳纤维原丝改扩建项目有独特的优势，于中钢 吉碳战略合作，能够迅速完成T300级碳纤维的国产化，满足国家航 天军工之急需，将成为国内最早完成碳纤维产业化的厂家之一。 1.6 主要技术经济指标 主 要 技 术 经 济 指 标 汇 总 表 序号 技术经济指标 单 位 数 量 备
26、 注 生产能力 1 碳纤维原丝 吨/年 125000 新建15条线 原料消耗 2 丙烯腈 吨/年 150000 4 建筑面积 平方米 200000 5 定 员 人 4000 公用工程 用水量 M3/d 65835 用电负荷 KWh/t 412513 6 用汽量（冬季最大） t/h 1875 投资估算 建设投资 万元 348662.2 其中：建设期贷款利息 万元 10530 流动资金 万元 51053 7 总投资额 万元 410245 经济效益 总成本费用 万元 519467 销售收入 万元 635000 营业税金及附加 万元 4153.05 (不包括增值税) 8 利润总额 万元 90923.2
27、 序号 技术经济指标 单 位 数 量 备 注 技术经济指标 内部收益率 % 21.26 税后 投资回收期(含建设期) 年 6.08 含建设期2年 贷款偿还期(含建设期) 年 5.15 含建设期2年 投资利润率 % 27 税后 投资利税率 % 75 9 盈亏平衡点 % 49 1.7 结论性意见 本项目工艺技术成熟可靠，投产后可生产国家急需的高性能碳 纤维原丝，解决制约我国碳纤维发展的主要瓶颈问题。打破国外该 产品对我国的封锁，以满足国防、军事、航天、航空等工业及民用 各领域的需要，符合国家产业政策。 XXX有限公司既有管理人才又有技术人才，既有理论人才又有实 践人才，既有纺丝专家又有精通装备设计
28、的专家，还拥有一支具有 多年腈纶生产经验的一线生产骨干，他们紧密配合，相互协作,并很 好地承接了原化纤厂的生产和研发经验，应用现代化工技术、纺机 技术、控制技术和管理方法，深入研究了聚合、纺丝、回收等主要 工序的工艺和关键技术，突破了碳纤维原丝的工程化难题，是该项 目实施的重要基础和优势。 本项目经济益较好，总投资41.02亿元的投入，每年即可获得利 润90923.2万元，全部投资内部收益率21.26%（税后），因此可以在 不影响按期还贷的前提下，在碳纤维原丝稳定生产T300基础上，利 用企业积累的资金来发展更高性能的碳纤维原丝，尽快试制T700逐 步实现产品的更新换代，提升我国碳纤维的整体水
29、平，缩短与世界 先进水平的差距。 综上所述，本项目符合国家产业政策，采用的技术路线先进， 其产品在国内市场需求量很大，从主要技术经济指标看，项目抗风 险能力很强，经济效益和社会效益也十分明显。因此，我们认为实 施本项目不仅是必要的，也是切实可行的。 但鉴于碳纤维是国家急需的国防战略物资，而该行业又是一种 高投入、高风险、高能耗的产业，仅靠企业自身的实力来实现产业 化的目标显然是困难的，建议政府先可重点扶持几个基础好、有实 力的原丝生产及后续碳化企业，加大资金投入力度，实行税收与信 贷倾斜政策，使其尽快做大做强，从而带动更多的碳纤维生产企业、 原料生产企业在碳纤维产业上下功夫，使我国碳纤维的生产
30、迈上一 个新台阶，早日实现规模化、产业化的宏伟目标。 二、市场预测 2.1 国内外市场供应现状 目前，工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈基(PAN)碳 纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维三大类。其中聚丙烯腈(PAN)基 碳纤维产品的力学性能优良，已经成为当今碳纤维工业生产的主流 （约占全球碳纤维总产量的90%）。世界碳纤维的主要生产商有日本 的东丽、东邦人造丝、三菱人造丝三大集团和美国的卓尔泰克 （ZOLTEK）、阿克苏（AKZO）、阿尔迪拉（ALDILI）、HEXCEL、 Cytec和德国的SGL等公司。其中日本一直处于领先地位，世界生产 能力中日本三大集团占75%，美国占15%左右。
31、我国PAN基碳纤维的开发研制已有30多年历史。1960年代初， 长春应用化学研究所已着手于PAN基碳纤维的研究，1970年代初已完 成连续化中试装置。其后，上海合成纤维研究所、中国科学院山西 煤化所与榆次化纤厂合作开展研制工作，并于1980年代中期通过了 中试。进入产业化试生产阶段，先后建成了从几百kg/a到几t/a的小 试装置和几十t/a的中试生产装置。总之， 我国碳纤维研发生产起 步不晚，但发展缓慢，总生产能力还不及发达国家或地区的一家公 司。专家认为，制约我国碳纤维发展的主要瓶颈是聚丙烯腈原丝质 量不过关。 2.2 市场需求分析预测 2.2.1 碳纤维的物理性能 1、比重轻，约为1.7-
32、2.0g/cm 3,仅有钢铁的四分之一； 2、抗拉强度高，一般在3.0-7.0GPa； 3、高温下具有高的比强度和比模量，且在高温下不熔不燃，仅 仅是烧蚀； 4、断裂伸长在1.5-2.2%之间，柔软可编，深加工性能好； 5、耐疲劳，减振性优异，耐磨性能好； 6、热膨胀系数小，制品尺寸稳定，导热率高，不会出现蓄热和 过热，在惰性气氛中，耐热性能优异，强度不下降； 7、生物相容性好，生理适应性强； 8、有良好的导电性、非磁性、电波屏蔽性及优异的X射线穿透 性。 2.2.2碳纤维用途 由于碳纤维兼有金属、陶瓷、纺织纤维、有机高分子材料的优 异特性，因此在国民经济的众多领域中得到了广泛应用。例如： 1
33、、国防军事工业方面的应用 这是碳纤维的传统应用领域，主要用于军用飞机、潜艇、导弹、 火箭发动机、防弹衣、防暴盾牌、稽私艇、碳纤维炸弹（美国在南 联盟和伊拉克战争中都使用了这类炸弹，用来破坏对方的电力设施） 及军用装备的防护层。 2、宇宙航天及战略武器方面的应用 涉及宇宙飞船、航天飞机、人造卫星、火箭与导弹复合增强材 料、飞机刹车片等，主要利用了碳纤维质轻可减重及可耐上千度高 温而强度不变的特性。 3、高新技术方面的应用 正负电了对撞机，采用碳纤维强化朔料制成的束流管主漂移室 内、外筒构件，使其工效提到大幅度提高。 在核聚变方面的应用，充分利用了碳纤维复合材料的耐热冲击 和耐中子辐照及耐冲刷等优
34、异的热特性以防中了辐照。 铀的分离与浓缩：使用碳纤维强化塑料制成的旋转体可获得高 速度V C，取得较好的分离效果。 4、航空领域中的应用 在保证飞行安全的前提下，飞机自重愈轻，飞得愈快、愈高， 可增加航程或增加净载质量，如果说飞机的重量为100%，飞机自身 约占50%，其中，飞机结构质量约占自身的30%左右，如果结构质量 减轻1kg，总质量减轻25kg，增加因子为25，这就是飞机大量采 用轻质碳纤维复合材料的原因之一。 战斗机结构材料轻量化，可减少油耗，延长作战时间，且可飞 得更高、更快，更加机动灵活，从而提高了战斗机的生存和作战能 力。 5、汽车及交通运输领域中的应用 采用碳纤维复合材料制造
35、汽车、火车的零部件，不仅使自身轻 量化，还可以使其有许多功能特性。可降低振动和噪声，行驶有舒 适感，可提高行车速度。 6、土木建筑 桥梁、地铁、工业民用建筑、水塔、水池、烟囱等土木工程各 个领域的钢筋混凝土结构的修复补强（特别是发生阪神、淡路、 tolco和台湾省大地震后，海外的需求量大增） 。具有施工便捷、 不需大型机具、固定设施，没有湿作业，施工效率高，耐腐蚀、耐 酸、耐碱、耐盐，能抗各种恶劣环境等特点。同时，碳 纤 维 作 为 电 热 体 有 着 金 属 电 热 体 所 不 可 比 拟 的 诸 多 的 优 异 性 能 ： 如 质 量 轻 ， 化 学 性 能 稳 定 （ 耐 腐 蚀 ， 不
36、 易 被 氧 化 ） ， 升 温 快 、 电 热 转 换 效 率 高 达 98%、 柔 软 耐 折 叠 （ 曲 弯 测 试 达 50000次 ） 、 断 线 不 起 弧 ， 可 有 效 杜 绝 火 灾 的 发 生 。 7、工业应用 主要利用碳纤维复合材料所具有的高强度、高钢度、重量轻、 耐高温、耐腐蚀等优异性能，广泛应用于化学、冶金、石油（海底 油田上的油管、输送管平台支架、钻井套管） 、机械、纺织、医疗、 电子等行业。最引人注目的是美国的压缩天然气（cng）压力容器和 消防车的氧气压力容器。 8、体育领域 主要用于高档的文体用具，如：高尔夫球杆、羽毛球拍、网球 拍、高档运动鞋、滑雪板、赛艇、
37、赛车等。 2.2.3 市场前景分析预测 随着碳纤维用途日益多样化、核心化，全球航天航空、体育休 闲和工业生产中广泛采用应用碳纤维复合材料，其需求量快速增长。 据日本（碳纤维产量占世界总产量的75）东邦特纳克斯公司的专 家分析说，随着航空航天、体育休闲和工业应用对碳纤维的需求大 幅度增加，全球碳纤维市场正以平均每年两位数的速度快速增长,而 从2005年开始，全球碳纤维的供给与需求已出现紧张局面,2006年全 球碳纤维需求量已达到2.5万吨年，预计2010年全球碳纤维需求量 则达到31910吨年。 不包括新增的年需求量数万吨的风力发电、 飞机、复合材料电缆、桥梁补强等项目 随着我国改革开放的深入发
38、展，国内碳纤维的消耗量在逐年增 长。据统计，1996年为580吨，1997年为700吨左右，2000年为五万 吨，2001年为1500吨，2002年已超过2235吨，2005年将突破4000吨。 2009年达到9000吨以上。 而目前国际上主要应用于三大部分：航天航空、体育运动器械 和工业，分别占需求量的比例为20%、30%、50%。在国际上，碳纤维 在航天航空及产业用量所占比例比我国大得多。 主要应用领域及增长率 应用领域 应用实例 增长率% 平均增长率% 高压容器 CNG、医用氧气瓶 30-35 土木建设 桥梁增强、建筑材料 25-30 交通运输 船舶、卡车、轿车、火车 20-25 能 源
39、 飞轮、风力发电 15-20 机 械 辊、管、集装箱 15-20 一 般 企 业 其 它 复杂成形件、医疗器械 15-20 20-25 高尔夫棒 高尔夫碳竿（60-90%） 5-7 球拍类 美日市场成熟、亚洲等国扩大 3-5文体器材 钓 竿 美日市场成熟、亚洲等国扩大 5-7 4-6 飞 机 大型客机航空 航天 卫 星 卫星及飞船 15-20 15-20 我国政府最近正式批准把大型飞机工程列入国家中长期科学和 技术发展规划和“十一五”规划纲要，并定下目标在2010年前完成 设计，并自行生产飞机引擎，2020年前开始制造大型飞机。而在大 飞机制造中需要大量碳纤维。 近几年碳纤维复合材料（CFRP
40、）在宇航和航空工业领域的应用 得到迅速发展。运输飞机、风能叶片和深海油田对碳纤维的大量需 求，基础设施、汽车工业、压缩气瓶等对碳纤维用量的增加，最终 引发碳纤维短缺、导致其供不应求的局面 飞机碳纤维强化塑料（CFRP）用量急增，波音公司积10余年在 B-777机尾段使用复合材料的经验，在新一代B-787机型上，将复合 材料的用量从过去占全机结构质量的大约10一下子提高到50%。使 用部位从尾部上升到主要承力结构的机身和机翼。欧洲空中客车公 司A380超大型客机的复合材料结构用量达到25%，随后研制的军用运 输机A400M和空客A350复合材料用量也达到大约40%。2005年是商用 飞机CFRP
41、用量增长最快的一年。开始了两个大量使用CFRP的飞机项 目，2005年波音公司飞机合同650架，空中客车公司417架，2005年 底两大飞机公司交付飞机620架，复合材料用量约1700t，其中CFRP 约1020t。20052010年航空航天工业复合材料市场将以每年10%的 速度增长。据称20042009年全球宇航工业使用的碳纤维将从碳纤 维使用总量的26%增加到30%。 2007年随着新型空中客车A350和波音787客机Dreamliner（也被 称之为7E7）投产给碳纤维工业产生显著的推进作用。碳纤维复合材 料由于质轻，大约是钢的重量的20%，根据纤维等级和方向性，甚至 也可以达到钢材类似
42、的强度。此外，碳纤维还不生锈。由于使用碳 纤维材料可以大幅降低结构重量。因而可显著提高燃料效率。空中 客车A350中复合材料用量已接近总重量40%。波音787的机翼和机身 上使用复合材料超过了50%。波音787机型由于减少重量， 在燃料费 用方面节约了大约20%，加上腐蚀等方面的费用节省更为惊人。根据 市场情况，波音和空中客车公司每年交付使用客机大约250到350架。 可以预计，未来碳纤维市场需求潜力非常巨大。 欧洲空中客车公司研制的世界最大民用货机A380F于2005年4月 投入生产，生产过程中更多地采用了碳纤维材料。A380F的中央翼盒 采用了碳纤维增强塑料，这种材料质量轻，强度高。专家认
43、为，采 用用新型材料和高技术将使这种飞机在性能上比老一代大型飞机更 具优势。A380F翼展79.8m，长73m，高24.1m，相当于8层楼房，是世 界上正在制造的最大货机。A380F设计商用载重量可达150吨，航程 1.04万km。空中客车公司认为，全球货运市场在未来20年内将有快 速发展，但目前承运商面临着收益减少和货物密度下降的压力。因 此承运商希望货机容量更大，以降低单位成本，A380F正是这一需求 而设计的。预计首架A380F将于2008年投入运营。 碳纤维材料现在已成为汽车制造商青睐的材料，在汽车内外装 置中开始大量采用。碳纤维作为汽车材料，最大的优点是质量轻、 强度大，重量仅相当于
44、钢材的20%30%，硬度却是钢材的10倍以上。 所以汽车制造采用碳纤维材料可以使汽车的轻量化取得突破性进展， 并带来节省能源的效益。业界认为，碳纤维在汽车制造领域今后的 使用量会越来越大。 据悉，福特和保时捷生产的GT型赛车发动机机罩已全部采用碳 纤维材料；奔驰的57S型轿车原来内装饰全部是木质材料， 现在则 以碳纤维替代； 通用的雪弗莱轿车车底盘的内装饰材料也采用碳纤 维；宝马公司将M6型轿车的顶篷全部采用碳纤维，并进行技术处理， 使其保持金属材料的光泽。 在工业领域，碳纤维应用也相当广泛，作为材料，它们正在替 代金属和混凝土来满足环境、安全和能源要求，在工业领域对碳纤 维的需求量正在呈上升
45、趋势。在土木工程和建筑领域，应用碳纤维 的抗震修复和加强是一项主要突破，使碳纤维在此领域正在得到更 加广泛的推广。 在铁路建筑中，碳纤维将在大型的顶部系统和隔音墙方面会有 很好的应用，这些也将是很有前景的应用。 压力容器主要用在汽车的压缩天然气（CNG）箱上，而且还用在 救火队员的固定式呼吸器（SCBA）上。CNG罐源于美国和欧洲国家， 现在日本和其他的亚洲国家也对这项应用表现出了极大的兴趣。 2.3 市场竞争力分析 公司发展碳纤维原丝项目拥有自主知识产权，拥有一支专业结 构合理的研发队伍，产业技术提升发展快，属自主创新，具备核心 竞争力。 公司工程技术设备技术自有，主体设备（除卷绕外）全部自
46、行 设计外委制造，同时公司地处*省晋中市是中国最大纺机生产基 地，纺机生产配套能力强，因而项目总投入低。 原丝及碳化产业属耗能大户，用煤，用电量大，公司地处* 发展该项目，有得天独厚之优势，可极大地降低生产成本。工艺的 先进性和生产的稳定为产品的高质量和生产效率的提高奠定基础。 同时碳纤维原丝是碳纤维产生的瓶颈，是国家发展之急需，该 项目的发展受到了省、地、市的大力支持，国家有关部门也非常关 注，有着良好的社会环境，极大地提高了企业参与市场竞争的能力。 三、建设规模与产品方案 3.1 建设方案 在现有的碳原丝车间改造现有的生产线，形成年产12.5万吨/年 1K、3K、6K、12K和48K碳纤维
47、原丝的15条生产线。 3.2 建设规模 碳纤维原丝 12.5万吨/年 3.3 产品方案 产品规格： 单丝纤度1.22dtex 产品品种及产量： 1K、1000吨 3K、4000吨 6K、10000吨 12K、30000吨 48K、80000吨 3.4 产品主要技术指标 碳 纤 维 原 丝 主 要 技 术 指 标 序号 项 目 单 位 现企业标准 建成后标准 备 注 1 线密度 dtex 1.15 1.19-1.25 按用户要求 2 断裂强度 CN/dtex 4.0 4.6 3 断裂伸长率 % 162 162 按用户要求 4 含砜 % 0.03 0.02 5 含油 % 0.5-0.1 0.5-0
48、.1 6 断头率 % 3 3 7 回潮率 % 1 1 8 外观 无毛丝、并丝 及张力不均 四、工艺技术路线及设备选型 4.1 技术特点 、用二甲基亚砜一步法工艺生产聚丙烯腈基碳纤维原丝，是 该公司在国内独创，国内外专家一致认可为生产碳纤维原丝的首选 方法。 、走连续聚合方式，多釜连续高转化聚合工艺，聚合是原丝 生产的核心，公司连续聚合工艺有如下特点： 分子量易于控制 丙烯腈聚合是放热反应，走连续聚合单位时间放热量一定，因 而易于控制反应温度（在其它条件一定的情况下）也就控制了分子 量。 转化率易于控制且保证了分子量的尖峰分布。 单线能力高，本项目采用两套聚合装置，1K、3K车间一套， 6K、12K、48K车间一套，6K、12K、48K聚合装置总聚合容积21m 3， 各单线能力达800-1000吨/年。 聚合生产过程稳定，是产品质量的基本保证。 3、实现专线专用，四条纺丝生产线中两条用于生产1K、3K碳纤 维原丝，另两条纺丝生产线生产6K、12K、48K碳纤维原丝，可最大 限度优化工艺，提高产品质量。 1K、3K专用纺丝机特征：立式纺丝，单根单位；提高专件水平 （长丝专件、控制偏差）；去除被动分丝点（减少毛丝）；斜八字 排列，合理利用空间，提高整机效率。 6K、12K纺丝机特征：由瓦型组件，
