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Kohlechemie, auch Carbochemie genannt, ist die Gesamtheit der chemischen Prozesse und deren Produkte, für die Kohle (Braun- oder Steinkohle) der Rohstoff ist. Die Prozesse umfassen Entgasungsverfahren (Verkoken und Schwelen), Kohlehydrierung (Fischer-Tropsch- und Bergius-Pier-Verfahren), Kohlevergasung und spezielle Extraktionsverfahren. Diese Verfahren werden oft als Kohleveredlung bezeichnet. Carbochemie ist in vielen Ländern neben Petrochemie die wichtigste Grundlage der chemischen Großindustrie.