煤化工是以煤为原料，经化学加工转化为气体、液体和固体以及化学品的过程。具 体可以分为煤气化、液化（直接液化和间接液化）、固化（包括干馏、焦油加工和电石乙炔化工）等三种主要形式，涵盖以煤为原料生产的焦炭及焦化产品、电石、合成氨、 醋酸、甲醇、二甲醚、油品、烯烃、非芳烃等。煤化工产业可分为传统煤化工产业和现 代煤化工产业。传统煤化工产品主要为焦炭、化肥、乙炔、电石等。现代煤化工以生产 洁净能源和可替代石油化工的基础化工原料为主，包括煤制甲醇、煤制烯烃、煤制天然 气、直接液化及精细化工等。另外还有利用煤气化合成气制氢和通过IGCC 发电则属于 电力行业和炼油行业。
近代工业革命后，煤炭作为化学工业原料得到利用，并逐步形成独立的煤化工工业 体系。世界煤化工产业发展经历了四个阶段：
（1）初级阶段（1776～1930 年）：煤化工初级阶段起源于近代工业革命，是世界 煤化工发展史中历时最长的阶段。在这一时期，世界钢铁工业发展迅速，带动了焦化技 术（包括半焦）、焦炭气化、副产回收及综合利用技术的不断创新和完善。
（2）全面发展时期（1930～1945 年）：这一时期也是煤制油技术开发和工业化生 产的时期。第二次世界大战前夕及大战期间，德国为发动和维持战争，大规模开展煤制 油研究工作及工业化生产。直接液化技术和间接液化技术（F-T 合成）分别实现工业化， 在发展直接液化和间接液化技术的同时，德国还建立了大型低温干馏装置。半焦气化后 经F-T 合成生产液体燃料，低温焦油经简单处理后作海军船用燃料，或经高压加氢生产汽油和柴油。二战末期，德国煤基液体燃料产能达到480 万吨/年，同时还从煤焦油中 提取各种芳烃及杂环有机产品，作为染料、炸药等的原料。
（3）萧条时期（1945～1970 年）：第二次世界大战后，由于大量廉价石油和天然 气的开采，西方国家率先完成了有机化学工业原料从煤向石油和天然气的转换，工业化 煤制油生产暂时中止，只有炼焦行业随钢铁工业的发展而不断进步。石油化工路线以其 原料路线简洁、成熟、能量利用效率高、成本低等优点，在世界化学工业中占主导地位， 世界正式进入了石油化工时代。
（4）现代煤化工技术开发时期（1970 年至今）：1973 年，中东战争以及随之而来 的“石油危机”，使世界石油化学工业的发展深受石油价格猛涨的影响，煤原料路线重 新受到重视。特别是20 世纪90 年代以来，国际石油价格剧烈波动，各国加紧了以煤为 原料的化学工业研发，在煤气化、煤液化、碳一化学等方面开发了一系列战略性储备技 术。进入21 世纪，油价不断攀升，石油原料紧缺和成本居高不下，促使煤转化利用进 入新一轮的发展时期，大规模煤气化技术、大型甲醇合成技术、甲醇制烯烃、合成油等 石油替代技术的开发和工业化进程不断加快，世界煤化工产业从传统煤化工进入现代煤 化工阶段。
从总体上来看，现代煤化工具有三大特点：
（1）现代煤化工“规模化、大型化、一体化、基地化”要求程度比较高，投资强 度大。与传统煤化工产业不同，现代煤化工规模化程度比较高，经济规模的煤制甲醇、 煤制二甲醚、煤制油等均已经超过100 万吨/年，煤制烯烃的规模也要求达到50~60 万 吨/年。而且煤气化、合成气净化、产品合成、产品分离和精制以及“三废”利用和治 理都需要“一体化”建设，项目建设投资动辄要上百亿甚至数百亿元。
（2）配套要求条件高，进入技术难度大。现代煤化工涉及煤炭、电力、石化等领 域，对煤炭资源、水资源、生态、安全、环境和社会配套条件如交通运输等要求较高。 根据我国煤炭赋存特点，煤化工主要以量大、面广、价廉的烟煤、褐煤和高硫煤及劣质 煤为原料，需要利用先进的煤炭转化和化工合成等前沿技术，根据煤种的特点科学开发 和合理利用煤炭资源，提高资源加工和使用效率。技术难度比较大，现代煤化工主要技 术还需进一步消化和完善。
（3）污染排放比较集中，废弃物治理任务比较重。煤炭因其固有的特性，其加工 和利用过程对环境的影响大于石油和天然气，如转化每吨煤炭，通常要产生0.2 吨的废 渣，排放1.5 吨左右的二氧化碳（CO2），排出0.25 吨左右的废水。现代煤化工规模程 度高，污染物排放量大而集中，面临着比较突出的环境保护问题。
现代煤化工产业是新兴行业，在未来一定时期内还将有较大的发展空间，国际煤化 工行业的发展趋势主要有以下几点：
（1）煤气化下游产品多样化、精细化
以煤气化或直接液化工艺为代表的现代煤化工衍生的产业链覆盖广泛，能生产合成 氨、天然气以及石化替代品，包括烯烃、乙二醇、燃油等。随着国际原油价格持续波动 和全球煤化工技术的不断成熟，以烯烃为代表的高附加值化工产品将越来越多地由煤炭 代替石油生产，煤制化工品的市场份额预计会持续增长。目前，全球25%的氨和30% 的甲醇是由煤炭气化生产的，这两者比例在十年前仅为10%左右。
（2）燃料生产将会成为煤化工产业新的增长点
液体、气体燃料正在成为重要的煤化工产品。以亚洲、非洲为代表的世界其他地区 对燃料的需求在激增，这些地区天然气进口成本高，出于能源安全考虑，煤制天然气类 项目将在未来几年持续增加。
（3）煤电化一体是环境友好煤化工的发展方向
煤电化一体又称整体煤气化联合循环发电系统（IGCC），它由两大部分组成，即 煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分。通过整合煤气化和发电装置， IGCC 系统可以构成循环经济闭路，同时生产化工产品、燃料气、电力、热能，使煤炭 被充分利用，提高能量转换效率，降低生产成本和二氧化碳、污染物的排放。煤电化一 体技术符合当前世界上环境友好的发展主题，能够代替传统落后的粗放式能源利用模 式，是产业升级和技术进步的方向，具有很大的推广潜力。
（4）CO2 捕集及存储将成为煤化工发展的重要课题
发展煤化工具有明显优势，同时，也会带来一些弊端，其中，二氧化碳的排放问题 是难以解决的重点问题。煤化工中的CO2 排放主要来自煤气化制甲醇和烯烃、煤液化 以及煤间接液化过程中的CO2 排放。研究煤化工中CO2 的综合利用，就是要将减少排放和合理利用统一协调起来，减少CO2 对环境的污染程度。主要涉及的课题包括：1） CO2 转化与固定化技术。将CO2 当做大棚种植中的气体肥料，利用CO2 制造降解塑料； 用于一次性包装材料，如餐具或者保鲜材料，医用材料，地膜等物质；利用CO2 经过 催化可以转换成甲醇、合成气或者烃类的化工原料，可以产生多种高附加值的产品，如 脂类、羧酸等物质。2）CO2 的循环利用技术。依靠CO2 的物理特性来实现的，属于资 源化的技术应用。主要包括生产超临界的CO2 作为萃取介质，把CO2 作为食品的保鲜 剂和添加剂、用于空调制冷的介质、制造干冰和用于气体焊接等。
