以煤為原料,經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體燃料以及化學品的過程。主要包括煤的氣化、液化、乾餾,以及焦油加工和電石乙炔化工等。

  煤化工開端於18世紀後半葉,19世紀形成瞭完整的煤化學工業體系。進入20世紀,許多以農林產品為原料的有機化學品多改為以煤為原料生產,煤化工成為化學工業的重要組成部分。第二次世界大戰以後,石油化工發展迅速,很多化學品的生產又從以煤為原料轉移到以石油和天然氣為基礎,從而削弱瞭煤化工在化學工業中的的地位。70年代石油大幅度漲價時,煤化工曾一度有所發展(見煤化工發展史)。

  煤化學加工過程 煤中有機質的化學結構,是以芳香族為主的稠環為單元核心,由橋鍵互相連接,並帶有各種官能團的大分子結構(見煤化學),通過熱加工和催化加工,可以使煤轉化為各種燃料和化工產品(見圖)。

  在煤的各種化學加工過程中,焦化是應用最早且至今仍然是最重要的方法,其主要目的是制取冶金用焦炭,同時副產煤氣和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烴;煤氣化在煤化工中也占有很重要的地位,用於生產城市煤氣及各種燃料氣(廣泛用於機械、建材等工業),也用於生產合成氣(作為合成氨、合成甲醇等的原料);煤低溫幹餾、煤直接液化及煤間接液化等過程主要生產液體燃料,在20世紀上半葉曾得到發展,第二次世界大戰以後,由於其產品在經濟上無法與天然石油相競爭而趨於停頓,當前隻有在南非仍有煤的間接液化工廠;煤的其他直接化學加工,則生產褐煤蠟、磺化煤、腐植酸及活性炭等,仍有小規模的應用。

  世界煤化工 世界上生產的煤,主要用作電站和工業鍋爐燃料;用於煤化工的占一定比例,其中主要是煤的焦化和氣化。80年代世界焦炭年產量約340Mt,煤焦油年產量約16Mt(從中提煉的萘約1Mt)。煤焦油加工的產品廣泛用於制取塑料、染料、香料、農藥、醫藥、溶劑、防腐劑、膠粘劑、橡膠、碳素制品等。1981年,世界合成氨總產量95.3Mt,主要來源於石油和天然氣。以煤為原料生產的氨隻約占10%;自煤制合成甲醇的比例也很小,僅占甲醇總產量約1%。

  美國煤化工 1984年美國用煤717.7Mt,其中用於煉焦的占5.5%,達39.5Mt。煉焦副產的苯占苯總產量的9%,以電石乙炔為原料生產的醋酸乙烯在其總產量中占8%。1984年美國建成由褐煤氣化再甲烷化生產高熱值城市煤氣的工廠,日加工褐煤22kt,產氣3.89Mm3。近年,又在煤氣化和液化方面,進行瞭不少新工藝試驗。

  聯邦德國煤化工 1984年聯邦德國用煤84.8Mt(不包括褐煤),煉焦用煤占32.6%,為27.6Mt,煤焦油年產量約1.4Mt。全國鋼鐵等企業的焦爐生產的煤焦油集中到五個焦油加工廠進行加工,生產的化學品達500多種。電石乙炔化工方面曾有很大發展,當前在技術上仍有改進。在煤的加壓氣化和直接液化研究方面也有一些新的進展。

  日本煤化工 1984年日本共用煤106.9Mt,由於其鋼鐵工業很發達,煉鐵等冶金用焦炭需要量很大,因此煉焦用煤占66%,為70.5Mt。每年的煤焦油產量達2.4Mt,提供瞭全部萘的工業來源。以電石乙炔為原料生產的醋酸乙烯在其總產量中占23%。

  南非煤化工 南非是當前世界上仍擁有煤間接液化工廠的地區,有SASOL-Ⅰ、SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ三座合成液體燃料工廠,年加工煤共約33Mt,生產汽油、柴油、噴氣燃料等油品數百萬噸,副產氣態烴、乙醇、氨、硫等化學品數十萬噸。

  中國煤化工 中國煤炭儲量和產量均居世界前列,1984年產煤789Mt,其中用於煉焦約8.2%、氣化約5.6%。全國共有大中小型焦化廠120多座,焦爐280餘臺,年生產焦炭能力39Mt。1983年焦炭產量34.4Mt,居世界第四位,其中用於高爐煉鐵約占55%,制合成氨占13%,鑄造占6.7%,制電石和鐵合金各占2.8%。煤焦油加工成萘、蒽、瀝青等約50多種產品。焦爐氣主要作為工業和城市煤氣,也用於合成氨。煤的氣化用於生產燃料煤氣(工業和民用)和合成氣。1984年合成氨產量18Mt,其原料來源主要是煤炭(無煙煤以及焦炭),約占66%。中國煤制合成氨的生產能力約占世界生產能力的一半。1983年城市煤氣中,由煤制氣約1870Mm3

  煤化工前景 縱觀近百年化學工業的發展歷史,其間每次原料結構的變化總伴隨著化學工業的巨大變革。1984年世界化石燃料探明的可采儲量,煤約占74%,而石油約12%、天然氣約10%,從資源角度看,煤將是潛在的化工主要原料。未來煤化工將在哪些領域,以什麼速度發展,將取決於煤化工本身技術的進展以及石油供求狀況和價格的變化。從近期來看,鋼鐵等冶金工業所用的焦炭仍將依賴於煤的焦化,而煉焦化學品如萘、蒽等多環化合物仍是石油化工所較難替代的有機化工原料;煤的氣化隨著氣化新技術的開發應用,仍將是煤化工的一個主要方面;將煤氣化制成合成氣,然後通過碳一化學合成一系列有機化工產品的開發研究,是近年來進展較快,且引起關註的領域;從煤制取液體燃料,無論是采用低溫幹餾、直接液化或間接液化,都不得不取決於技術經濟的評價。