煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，通常指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气等等。
煤化工工艺路线图
煤制甲醇已经是相对成熟的工艺路线，煤制甲醇工艺路线的主要差异是造气工序的不同。目前，世界上采用煤为原料的造气技术有鲁奇（Lurgi）的固定床加压气化技术、德士古（Texaco） 、道化学（DOWChemical） 的水煤浆气化技术和西门子（GSP）、壳牌（Shell） 的粉煤气化技术。鲁奇的固定床加压气化技术工业化时间最长，但是由于该技术气化温度较低，生成气中甲烷含量大，不宜用作制甲醇用合成气。德士古炉在我国已有多台使用经验，且90%以上的材料和部件可国产化，因此投资较省。
1、合成甲醇的化学反应方程式：
(1)主反应：
CO 2H2=CH3OH 102.5KJ/mol
(2)副反应
2CO 4H2=CH3OCH3 H2O 200.2 KJ/mol
CO 3H2=CH4 H2O 115.6 KJ/mol
4CO 8H2=C4H9OH 3H2O 49.62 KJ/mol
CO2 H2=CO H2O-42.9 KJ/mol
2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO CO2)≈2.05~2.10，由于煤炭气化所得到的水煤气CO含量较高，H2含量较低，因此水煤气须经脱硫、变换、脱碳调整气体组成，以达到甲醇合成气的要求。
3、CO变换反应
CO H2O(g)=CO2 H2 (放热反应)
4、水煤气组分与甲醇合成气组分对比
1、合成甲醇的化学反应方程式：
CH4 H2O=CH3OH H2
2、甲醇合成气要求氢碳比f=(H2-CO2)/(CO CO2)≈2.05~2.10，由于天然气甲烷含量较高，因此要对天然气进行蒸汽转化，生成以H2、CO和CO2位主要成分的转化气。由于蒸汽转化反应是强吸热反应，因此还要对天然气进行纯氧部分氧化以获取热量，使得蒸汽转化反应正常连续进行，最终达到甲醇合成气的要求。
3、蒸汽转化反应
CH4 H2O(g)=CO H2(强吸热反应)
4、纯氧部分氧化反应
2CH4 O2=2CO 4H2 35.6kJ/mol
CH4 O2=CO2 2H2 109.45 kJ/mol
CH4 O2=CO2 H2O 802.3 kJ/mol 1
