煤化工板块是集团的核心业务板块，主要由天津渤化永利化工股份有限公司以及配套的公用工程、物流等组成。

    天津渤化永利化工股份有限公司（原天津碱厂）隶属于天津渤海化工集团有限责任公司，始建于1914年，是亚洲第一家索尔维法纯碱生产厂和中国近代化学工业的策源地，是国有大型企业,其“红三角”牌纯碱、“海王星”牌农业氯化铵曾获“中国名牌”产品称号。天津渤化永利化工股份有限公司的新工厂已于2011年在天津滨海新区临港经济区建成投产，毗邻天津港和天津自贸区，具有非常优越的地理优势及港口物流优势。企业在保持纯碱、氯化铵、小苏打等传统优势产品外，还生产丁辛醇(50万吨/年)、甲醇(50万吨/年)、醋酸(30万吨/年)、DOP/DOTP(10万吨/年)、食品级白油(10万吨/年)、食品级二氧化碳(10万吨/年)、聚甲醛(4万吨/年)等产品，并配套有空分、热电、水处理等公用工程设施。

    天津渤海东方红化工有限公司于2016年4月加入天津渤化永利化工股份有限公司，成为全资子公司，年产2万吨五水偏硅酸钠，0.2万吨水处理剂，0.15万吨TD清洗消毒粉等产品。

    天津渤化红三角国际贸易有限公司是天津渤化永利化工股份有限公司的全资子公司，主要从事各种化工产品、机械、电气设备等进出口国际贸易业务，年贸易总额达80亿元。