石油化工板塊是集團的核心業務板塊，主要由天津渤海石化有限公司等企業組成。

       天津渤海石化有限公司是天津渤?；ぜ瘓F直屬大型國有全資子公司，占地面積35.2萬平方米。坐落于天津臨港經濟區，處于環渤海經濟區的中心地帶，地理位置優越，南接南港工業區，西鄰濱海新區中部新城，東臨渤海，與天津港、東疆保稅港區相呼應，形成強大的港口經濟帶，交通便捷順暢，便于貨物運輸流通。

    渤海石化擁有60萬噸丙烷脫氫制丙烯生產裝置（簡稱PDH裝置），是集團公司渤化園重要的產品鏈優化完善項目，得到了天津市委、市政府的高度重視，被列入天津市第五批20項重大工業項目，在渤化集團中占有重要位置，其示范意義也受到國際、國內的廣泛關注。丙烯作為石化基礎原料產品，廣泛用于制丁辛醇、丙烯腈、環氧丙烷、環氧氯丙烷、丙酮、聚丙烯等。渤海石化PDH裝置是采用美國魯姆斯公司的世界一流專利技術，具有收率高、能耗少、低碳化、運行穩定等特點，符合國家產業鼓勵政策和濱海新區排放標準。

2018年該公司被評為我市市級“綠色工廠”，通過國家安全生產標準化一級認證，通過質量、環境、職業健康安全、能源四體系認證。多次榮獲各級政府授予的安全、環保示范企業、優秀企業榮譽稱號。