更新时间：2023-01-16 17:46
石油（petroleum）从油田里开采出来未经加工处理叫原油。石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的，埋藏在地下的天然矿产资源，属于化石燃料。石油含有的元素主要有碳、氢、硫、氮、氧等，以烷烃、环烷烃、芳香烃等形式存在。石油储存在地壳上层部分，多分布于低地和盆地，如山间盆地、滨海及近海大陆架等地区。石油通常为流动或半流动的黏稠液体，有红、金黄、墨绿色、黑、褐红甚至透明等多种颜色，一般具有特殊气味，相对密度一般在0.8～0.98，各地石油凝点差别更大，其沸点为常温到500°C以上。石油不溶于水，易溶于有机溶剂，局部溶于乙醇。
石油被称为“工业的血液”，是当今世界最重要的能源，是仅次于煤的化石燃料，又是近代有机化工工业的重要原料。石油除了作为燃料，还被作为溶剂、润滑剂，生产石蜡、沥青等。石油化工亦可生产出数千种化工产品，如塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、染料、医药、农药、炸药和化肥等等。
石油是碳氢化合物的混合物，含有1~50个碳的化合物，其主要成分是碳（83%~87%）、氢（11%~14%）两种元素，还含有少量的硫（0.06%~0.8%）、氮（0.02%~1.7%）、氧（0.08%~1.82%），这些元素以碳氢化合物及其衍生物形态存在，包括烷烃（如甲烷、正丁烷）、烯烃（如乙烯、丙烯、丁二烯）、环烷烃（如环戊烷、环己烷）、芳香烃（如苯、甲苯、二甲苯等）、含硫化合物（如硫醇、硫醚、噻吩等）、含氮化合物（如吡啶、吡咯等）、含氧化合物（如苯酚、环烷酸等）等，相对分子质量为几十到几千。在石油中已鉴定出的烃类化合物在230种以上，从溶有天然气的石油平均成分看，链烃约占53%，闭键烃约占31%，芳香烃约占16%。有的石油中还可能有氯、碘、、磷、硅等微量非金属元素和铁、钒、、铜、镁、钛、钴、锌等微量金属元素，以及不溶解的水分。
石油通常为流动或半流动的黏稠液体，埋藏在地下储油层中以液态存在，在地表压力和混合状态条件下，仍然为液态或半固态形式存在。因产地不同，甚至同一产地的采油层位不同，石油的颜色、密度、黏度及凝点等性质有较大差别。石油的成分主要有：油质（这是其主要成分）、胶质（一种黏性的半固体物质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体物质）、碳质。石油的颜色非常丰富，有红、金黄、墨绿色、黑、褐红甚至透明，其颜色是它本身所含胶质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。石油一般具有特殊气味，相对密度一般在0.8～0.98，各地石油凝点差别更大，高的达30℃，低的为-50℃。其沸点为常温到500°C以上。石油不溶于水，但可与水形成乳状液；易溶于有机溶剂，如苯、醚、四氯化碳等，局部溶于乙醇。石油之所以在外观和物理性质上不同，其根本原因是由于化学组成不完全相同。
石油具有可燃性，其标准燃料系数为1.4286，平均低位发热量为41.87 MJ/kg。
石油成因对勘探油气资源有着重要的理论指导意义，人们一直在进行研究。不过，由于石油成分复杂且能够流动，使得石油的成因研究更加困难。人类提出了各种假说，又在实践中不断检验、修正和完善，这些假说大致可分为无机化合物成因学说和有机成因学说两大派。
石油有机成因学说认为：石油中的绝大部分物质，都是由保存在岩石中的有机质（特别是低等的动物和植物的遗体）经过长期复杂的物理-化学变化逐渐转化而成的。
远古时期大量的有机化合物被流水带到了地势低洼的湖盆或海盆里。由于重力作用，有机物质沉入水底，与空气隔绝。陆地上流入大量的泥砂及其他矿物质，迅速地将有机体埋藏，形成还原性环境。随着地壳的运动，边沉降边沉积，压力和温度不断地增大，同时在细菌、压力、温度和其他因素的作用下，处在还原环境中的有机淤泥经过压实和固结作用而变成沉积岩石，形成“生油岩层”。沉积物中的有机物在成岩阶段中，经历了复杂的生物化学变化及化学变化，逐渐失去了CO2、H2O、NH3等，余下的有机质在缩合作用和聚合作用下，通过腐泥化和腐殖化过程，于是形成干酪根，它是生成大量石油和天然气的先驱，因此石油有机成因学说又叫干酪根说。干酪根埋深到一定深度和温度门限值后，由未成熟转化为成熟，杂原子键发生断裂，开始释放出烃类和非烃化合物；随着埋深持续增加，烃源岩进一步熟化，干酪根的C-C键断裂，进入生油、生气高峰。这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗透到附近的岩层中，而后聚集到一起形成油田。地质学家将石油形成的温度范围称为“油窗”，温度太低石油无法形成，温度太高则会形成天然气。
由于石油的有机成因学说充分考虑了石油的生成和产出的地质、地球化学条件，深入对比了石油及沉积有机质的组成特征，更具有说服力，为绝大多数石油地质和石油地球化学工作者所接受，世界各中国石油天然气集团有限公司也按石油有机成因学说指导油气勘探。
石油无机化合物成因学说主要以碳化物说及宇宙说为代表。碳化物说认为，地球核心部分的重金属碳化物和从地表渗透下来的水发生作用，可以产生烃类。宇宙说认为，当地球处于熔融状态时，烃类就存在于它的气圈里。随着地球的逐渐冷凝，烃类被岩浆吸收，就在地壳中生成了石油。无机成因学说认为碳氢化合物可以在地下深处产生，并沿裂缝周期性上升，聚集在沉积层、岩浆岩和多孔火山岩内。为了证明这种理论，科学家通过在实验室模拟地球深处的条件，已经成功合成了石油。另外，在绝无生命存在的空间形体上，也发现了类似于石油和可燃气的物质，这给无机化合物生成石油的理论提供了根据。如果这一理论得到验证，意味着油、气资源则将不会在短期内枯竭。科学家一般它被用来解释一些油田中的石油流入现象。
石油是地质勘探的主要对象之一，储存在地壳上层部分。石油多分布于低地和盆地，如山间盆地、滨海及近海大陆架等地区。
地球上蕴藏着丰富的石油，据估计它的蕴藏量为10000多亿吨，其中700多亿吨蕴藏在海洋里。地球上已探明石油资源的1/4和最终可采储量的45%埋藏在海底。世界石油探明储量的蕴藏重心将逐步由陆地转向海洋。2008年探明的世界石油剩余可采储量为1708亿吨，其中中东占60%，欧洲及欧亚地区占11.3%，非洲占10.0%，中南美洲占9.8%，北美占5.6%，亚太（中国除外）占2.1%，中国占1.2%。
石油的分布从总体上来看极不平衡：从东西半球来看，约3/4的石油资源集中于东半球，西半球占1/4；从南北半球看，石油资源主要集中于北半球；从纬度分布看，石油资源主要集中在北纬20°~40°和50°~70°两个纬度带内。波斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20°~40°内，该纬度带集中了51.3%的世界石油储量；50°~70°纬度带内有著名的北海油田俄罗斯伏尔加河及西伯利亚油田和阿拉斯加湾油区。
中国石油资源的分布极不均衡，集中分布在东部、西部和近海3个大区，其可采资源量分别为100.25亿吨、47.87亿吨和29.27亿吨，合计177.39亿吨。从分布的盆地上看，石油资源集中分布在渤海湾、松辽、塔里木盆地、鄂尔多斯、准噶尔、珠江口、柴达木盆地和东海陆架八大盆地，其可采资源量182.31亿吨，大型沉积盆地石油资源占全国石油地质资源量的97%。新中国成立后，中国石油地质学家找到了100多个油田，包括大庆油田、胜利油田、辽河油田和克拉玛依油田等一批大型油田。截至2017年年底，中国石油累计探明地质储量389.65亿吨，剩余技术可采储量35.42亿吨，剩余经济可采储量25.33亿吨。中国石油资源的探明程度较低，众多盆地和大陆架中很可能存在丰富的油气资源。
石油被称为“工业的血液”，是当今世界最重要的能源，是仅次于煤的化石燃料，又是近代有机化工工业的重要原料。
按石油产品的用途和特性，可将其分成14大类，即溶剂油、燃料油、润滑油、电器用油、液压油、真空油脂、防锈油脂、工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品。
（1）溶剂油。按用途可分为石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油等。可用于橡胶、油漆、油脂、香料、药物等工业作溶剂、稀释剂、提取剂；在毛纺工业中作洗涤剂。
（2）燃料油。可分为石油气、汽油、煤油、柴油、重质燃料油。石油气可用于制造合成氨、甲醇、乙烯、丙烯等。汽油分车用汽油和航空汽油，分别用于汽车和螺旋桨式飞机；煤油中的航空煤油用于喷气式飞机，灯用煤油供点灯用，也可作洗涤剂和农用杀虫药溶剂；柴油中的轻柴油用于高速柴油机，重柴油用于低速柴油机。石油作为燃料有着很多优点。如易开采，容积小，容易运输；可燃性好，发热量高；易燃烧、燃烧充分和燃后不留灰烬的特点。所以，石油不但用于海陆空交通方面，工厂的生产过程，更现代国防中用于新型武器、超音速飞机、导弹和火箭的燃料。
（3）润滑油。润滑油品种很多，主要包括汽油机和柴油机油，机械油，压缩机油、汽轮机油、冷冻机油和气缸油，液压油，电器用油等。
（4）润滑脂。润滑脂是在润滑油中加入稠化剂制成，用于不便于使用润滑油润滑的设备，如低速、重负荷和高温下工作的机械，工作环境潮湿、水和灰尘多且难以密封的机械。
（5）石蜡和微晶蜡。石蜡和地蜡是不同结构的有机高分子化合物固态烃。石蜡分成精白蜡、白石蜡、黄石蜡、食品蜡等，可分别用于火柴、蜡烛、蜡纸、电绝缘材料、橡胶、食品包装、制药工业等。
（6）沥青。沥青可分为道路沥青、建筑沥青、油漆沥青、橡胶沥青、专用沥青等多种类型，主要用于建筑工程防水、铺路以及涂料、塑料、橡胶等工业中。
（7）石油焦。石油焦是优良的碳质材料，用于制造电极，也可作冶金过程的还原剂和燃料。
石油化工产品是石油炼制过程中所得到的石油气、芳香烃以及其他副产品，也是有机合成的基本原料或中间体，有的石油化工产品可直接使用。由石油进一步加工生产的三烯、三苯、乙炔和等作为化学工业的原料或中间体直接涉及人们的衣、食、住、行等，是基本有机化工原料。从石油中可提取几百种有用物质，其经济价值远远超过作为燃料燃烧的经济意义。石油化工可生产出数千种化工产品，如塑料、合成纤维、合成橡胶、合成洗涤剂、染料、医药、农药、炸药和化肥等等。
世界范围内的石油生产，主要集中于中东地区。石油输出国组织国家原油产量占全世界产量的比例达到40%以上，这是我国石油进口的主要地区。同时，我国也从西非、南美等主要产油区进口石油。2017年，我国的石油海运进口周转量占到全球周转量的29%，平均海运距离达到了约7 800海里（1海里=1.852千米），随着进口石油来源的多元化，这一数据还会继续增长。
油田开发包括石油勘探、钻（完）井和油田开采。石油勘探是石油开发中最重要的基础环节，它包括油田的寻找、发现和评估。石油勘探投资巨大，发展迅速，石油地质理论日益成熟，勘探手段更加先进，除地震勘探外，地球化学勘探、遥感、遥测、资源卫星等先进技术也引入到石油勘探中，使勘探效率和成功率大大提高。钻井是从地面打开一条通往油、气层的孔道，以获取地质资料和油气能源。最初，依靠地下自然压力把油集中到油井；油压降低时需用油泵或深井泵，或者向地下油藏注水或气体以保持其压力；有时，还会加注蒸汽或化学溶剂以加热或稀释石油后再开采。当采油成本过高时，应关闭油井。
油气集输工程是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术，使井中采出的油、气、水等混合流体，在矿场进行分离和初步处理，获得尽可能多的油、气产品。水可回注或加以利用，以防止污染环境，减少无效损耗。
石油是一种不可再生资源，虽然有科学考察表明，这种能源在地球上依然在不断生成，但其生成的速度，要用地质年代来计算。据估计，地球上大约还有1370亿吨石油藏量，按照现有的生产水平，全世界每年开采30亿吨石油地球上的石油还可供人类开采40年到50年。
人类发现和利用石油的历史悠久。公元前3000年，幼发拉底河流域的人们就开始利用沥青作建筑材料。公元前10世纪之前，古埃及、巴比伦和古印度等国采集天然沥青，用于建筑、防腐、黏合、装饰、制药，古埃及人甚至能估算出油苗中渗出石油的数量。楔形文字中也有关于在死海沿岸采集天然石油的记载。公元前5世纪，在阿契美尼德王朝（波斯第一帝国）的首都苏撒附近出现了人类用手工挖成的石油井。公元7世纪，拜占庭人将石油用于战争，并称之为“希腊火”。13世纪，缅甸的仁安油田开始开采。16世纪苏门答腊岛人用石油做成火球烧毁葡萄牙人的帆船。阿塞拜疆的巴库地区有丰富的油苗和气苗，这里的居民很早就从油苗处采集石油作为燃料，也用于医治骆驼的皮肤病。1837年，这里有52个人工挖的采油坑，1827年增加到82个，不过产量很小。在现代战争中，如第二次世界大战时，就有将石油浮在海面上焚烧对方军舰的战例。1854年，人们发明了煤油灯，也学会了在石油中提取煤油。
中国也是世界上最早发现和利用石油的国家之一。早在3000年前，中国《易经》就有关于石油的文字记载。东汉的班固的《汉书地理志》记载我国高奴县（今陕北延长一带）有一种可以燃烧的水。《后汉书》也记载酒泉郡延寿县（今甘肃玉门东南）南面有一种泉水，像肉汁一样肥，烧起来很明亮，但不可以吃，当地人称为石漆。自晋代到明代，石油除了用来点灯作燃料外，还用作机械的润滑油，也有人用来涂在牛皮囊上防水，还有可治癬疮的说法。唐朝李吉甫的《元和郡县志》中提到石油已被利用到了国防和战争中。宋朝时也曾用石油焚烧敌人。宋朝沈括在他的《梦溪笔谈》中提到陕北地区延长的石油燃烧时产生又浓又黑的烟，并试用这种烟灰来做墨，墨光如漆，比松烟墨还要好。我们现在通用的石油这个名称，就是从沈括开始使用的。到11世纪，中国开凿了第一批油井，并炼制出“猛火油”、石蜡、沥青等粗制石油制品。元朝的《元一统志》记载当时的陕北已经手工挖井采油，其用途已扩大到治疗牲畜皮肤病，而且由官方收购入库。
在古代，石油主要用在照明、润滑、医药、军事和制墨五个方面，整体上石油科技的发展极其缓慢。人们对石油的开发与运用也只限于对现成原油的开采与使用，未对石油的来源及产生的地质条件进行研究。
1859年，在美国宾夕法尼亚州成功打出了第一口油井，接着俄国人也开始了油井采油，现代石油工业真正开始。1859年，欧洲开采36000桶原油，主要产自加利西亚和罗马尼亚。1861年，外高加索苏维埃社会主义联邦共和国的巴库建立了世界上第一座炼油厂。当时巴库出产世界上90%的石油。后来斯大林格勒战役（现为伏尔加格勒）保卫战就是为夺取高加索石油区而展开的。20世纪50年代以来，以石油、天然气为原料的石油化工工业得到突飞猛进的发展，石油制品消费量迅速增长，石油的消费量剧增。1900年世界石油消费量为40万桶，1920年为22万桶/天，1940年为85万桶/天，1960年为340万桶/天，1980年为800万桶/天，2000年后达到了7000万桶/天以上。19世纪，石油工业发展缓慢，提炼的石油主要用作油灯的燃料。20世纪初，随着内燃机的发明，情况骤变，石油至今是最重要的内燃机燃料。尤其是美国得克萨斯州、俄克拉何马州和加利福尼亚州的油田的发现，掀起一阵“淘金热”。1910年在加拿大（尤其是在阿尔伯塔省）、荷属东印度（印度尼西亚）、波斯（伊朗）、秘鲁、委内瑞拉和墨西哥发现了新的油田。这些油田全部被工业化开发。世界石油开采的情况在20世纪内以迅猛速度增长，1921年首次突破产油量1亿吨大关，1950年超过5亿吨，1979年创造了31.7亿吨的历史最高记录，进入二十一世纪后略有下降。在20世纪60年代以前的一个世纪内，美国一直是世界上最大的石油生产中心，产量占世界2/3左右，号称“石油帝国”。而后中东新兴产油区的地位日益上升。1973年波斯湾石油产量占世界总产量的38%，进入80年代后由于人为的因素而有所下降，但仍占世界总产量的近30%。21世纪初，尽管核能和再生性能源发展迅速，石油仍然占欧洲能源消耗的30%、北美的40%、非洲的41%、中南美洲的44%以及近东地区的53%。
中国近代石油工业萌芽于19世纪中叶，基础极其薄弱。到1949年，中国的石油产量仅12万吨。随着克拉玛依油田、大庆油田、胜利油田等大油田陆续投入开发，中国石油工业迅速发展。1978年，全国石油产量突破1亿吨，成为世界石油生产大国。2018年，我国是世界第七大石油生产国、第二大石油消费国和最大的石油进口国。根据中国石油和化学工业联合会发布的数据，截至2022年中国千万吨及以上炼厂已增加到32家，炼油总产能达到9.2亿吨/年，首次跃居世界第一。
2023年，美国《油气杂志》根据各国最新官方报道发布年度评估，各国截至2023年1月1日发布的最新油气储量报告，全球探明石油储量总计达17570亿桶。根据《中国矿产资源报告（2022年）》，截至2021年年底，中国探明的剩余石油储量为36.9亿吨。截至2022年底，OPEC的石油储量占世界石油总储量的71%。
据现行行业标准《油藏分类》（SY/T 6169-2021），原油性质及稠油分类如下表。
①烷基石油（又叫石蜡基石油）：主要成分为直链烷烃含量超过50%，环烷烃和芳香烃含量较少。特点是密度小，蜡含量高，凝点高，含硫、胶质和沥青质较少，其生产的直馏汽油的辛值较低，柴油的十六烷值较高，加工石蜡基石油，可以得到黏度指数较高的润滑油。中国大庆油田就属于这种类型。
②环烷基石油（又叫沥青基石油）：主要成分为环烷烃。特点是密度大，凝点低，一般含硫、含胶质及沥青质较高，这种石油生产的直馏汽油辛烷值较高，但产量不高，氧化稳定性不好，有利于炼制柴油和润滑油，此类原油的重质渣油可生产高级沥青。中国克拉玛依油田就属于这种类型。
③芳香基石油：主要成分是单环芳烃和稠环化合物。这种类型的石油组分内含有双键，因此化学性质活泼，易发生加氢反应和取代反应，转化成其他产品。中国台湾省很多油田就属于这种类型。
④混合基石油：含有烷烃、环烷烃、芳香烃，且数量相近。中国胜利油田就属于这种类型。
根据密度由小到大，将原油分为轻质原油（密度\u003c0.87g/cm3）、中质原油（0.87 g/cm3≤密度\u003c0.92 g/cm3）、重质原油（0.92 g/cm3≤密度\u003c1.0 g/cm3）和特重质原油（密度≥1.0 g/cm3）。根据硫含量由少到多，将原油分为低硫原油（硫含量\u003c0.5%）、含硫原油（0.5%≤硫含量\u003c2.0%）和高硫原油（硫含量≥2.0%）。在世界原油总产量中，含硫原油和高硫原油之和约占75%。原油中的硫化物对石油产品的性质影响较大，加工含硫原油时应对设备采取防腐蚀措施。根据蜡含量由低到高，可将原油分为低蜡原油（0.5%≤蜡含量\u003c2.5%）、含蜡原油（2.5%≤蜡含量\u003c10%）和高蜡原油（蜡含量\u003e10%）。
石油炼制是指将原油经过分离或反应获得可直接使用的燃料（如汽油、航空煤油、柴油、液化燃料气、重质燃料油等）、润滑油、沥青及其他产品（如石蜡、石油焦等）的过程。
原油经过分馏和精制，加工成的各种燃料、润滑油等，总称为石油产品。而加工原油提炼各种石油产品的过程叫石油炼制。因为石油成分复杂，是由许多种特性不一的碳氢化合物混合而成的而每种碳氢化合物的性质和用途都不相同，因此石油直接利用的途径很少。为了使石油中的各种组分都能发挥效能，必须通过炼制过程把它们一一提取出来。
石油经炼制和加工后得到的石油化工产品，按用途和特性可分成14大类，即溶剂油、燃料油、润滑油、电气用油、液压油、真空油脂、防锈油脂、工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品。石油化工产品可按照国际标准或者中国标准分类，中国GB/T 498-2014标准体系与ISO8681标准对照如下：
根据所需产品的不同，炼油厂的原油加工方案大致分为三种类型：第一种是燃料型，主要以汽油、喷气燃料、煤油、柴油等燃料油为主要产品，除了通过一次加工尽量提取原油中的轻质馏分，还利用裂化和焦化等二次加工工艺，将重质馏分转化为汽油、柴油等轻质油品；第二种是燃料一润滑油型，即除了生产燃料油外，还生产各种润滑油；第三种是石油化工型，它提供石脑油、轻油、渣油用作生产石油化工产品的原料，制取芳香烃、烯烃等化工原料和产品。
原油中所含的盐类以质量分数计，一般NaCl约占75%，CaCl2约占10%，MgCl2约占15%。这些盐类以牢固的乳化液形式存在。由于水的存在会使系统压力降增加，动力消耗加大，显著增加塔底加热炉和塔顶冷却器的热负荷，增加燃料耗量和冷却水用量，降低装置的处理能力。而盐的存在会形成盐垢，影响传热，使增加燃料消耗并缩短炉管寿命，还会对二次加工工艺的催化剂造成污染。盐水解放出HCl，严重腐蚀设备，甚至使设备腐蚀穿孔、漏油而造成火灾。因此，在分馏前，需要脱除原油中的水、盐和固体杂质。
石油炼制的方法主要有分离法和转化法两大类。分离法包括溶剂法、固体吸附法、结晶法和分馏法等，其中最常用的是分馏法。
原油分馏是利用蒸馏的方法能将原油中沸点不同的混合物分开，原油的分馏装置的处理能力往往被视为一个国家炼油工业发展水平的标志。在原油分馏过程中，为降低蒸馏温度、避免大分子烃的裂解，通常在常减压病分馏装置中完成原油的分馏。所谓减压分馏是将分馏设备内的气体抽出，提高分馏塔内的真空度，使塔内的油品在低于大气压的情况下进行分馏，高沸点组分在较低温度汽化的操作。
分馏法工艺是将原油脱盐后加热到385°C左右，送至高30多米的常压分馏塔底，塔内设有许多层油盘，石油蒸气上升，不同沸点的成分冷凝在不同高度的油盘上，塔底为不能蒸发的渣油、重油，中层为柴油等，上层为汽油、石脑油等。常压一减压分馏是炼油厂加工原油的第一道工序，也称一次加工。
转化法是利用化学方法对分馏的油品进行深加工的石油炼制方法，也称二次加工。例如，可以把重油、沥青等分解成轻油，也可以把轻馏分气聚合成油类。常用的转化法有热裂法、催化裂化法、加氢裂化法和焦化法等。
绝大多数原油经过常减压蒸馏后，只能提供30%左右的汽油、煤油和柴油等轻质油品，其余是重质馏分油和残渣油，若不经过二次加工，它们只能作为润滑油原料或重质燃料油。但国民经济和国防上大量需要的是汽油、煤油、柴油等轻质油品。此外，直馏汽油辛烷值很低，通常仅40～50，远不能满足汽油发动机对汽油辛烷值的要求。因此需要二次加工。根据化学加工过程中有无催化剂的存在，原油蒸馏后的加工可分为热加工过程和催化加工过程。
热加工过程有热裂化、减粘裂化和延迟焦化等工艺，主要用于加工重质原料油，生产轻质原油产品，以提高轻质油的收率。但热裂化所得产品由于含烯烃多，安定性很差，目前一般仅用于生产三烯三苯的石油化工工艺中。延迟焦化可处理减压渣油等重质贫氢油料，除可生成轻质油品和石油焦外，还可为催化裂化提供原料，因此现在仍然是原油深度加工的重要方法，为大多数炼油厂所采用。
延迟焦化是将渣油以高流速流过加热炉管，加热到反应所需的温度500～505℃，然后进入焦炭塔，在焦炭塔里靠自身带入的热量进行裂化、羟醛缩合，使渣油深度反应转化为气体、汽油、柴油、蜡油和固体产品焦炭的过程。热渣油在炉管里虽然已达到反应温度，但由于焦油的流速很快，停留时间很短，裂化和缩合反应来不及发生就离开了加热炉，而把反应推迟到焦炭塔中进行，所以称为延迟焦化。
催化裂化是以重质馏分油为原料，在催化剂存在条件下和在450～530℃高温和0.1～0.3 MPa压力下，经过以裂化为主的一系列反应，生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭的工艺过程。其主要特点是轻质油收率高，可达70%～80%，比热裂化和延迟焦化都高。气体产率为10%～20%，其中主要是C3，C4，烯烃质量分数可达50%以上，是优良的石油化工原料和生产高辛烷值组分的原料。汽油产率为30%～60%，安定性好，辛烷值为70～80，高于直馏汽油和热裂化汽油、焦化汽油。柴油产率为20%～40%，其中含芳香烃多，抽提出来是宝贵的化工原料。
由于催化裂化在生产轻质油品方面的优越性，它已成为炼油厂提高原油加工深度、生产高辛烷值汽油、柴油和液化石油气的最重要的一种重油轻质化工艺过程。
催化裂化装置一般由反应-再生系统、分馏系统和吸收-稳定系统三部分组成，在处理量较大、反应压力较高的装置中常常还有再生烟气能量回收系统。
加氢裂化是在催化剂和氢气存在条件下，使重质油通过裂化等反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品的加工工艺。加氢裂化既能提高轻质油收率，同时又可得到各种优质油品。加氢裂化由于从外界补入氢气降低了油料的碳氢比，不仅可防止渣油、焦炭的大量生成，而且还可将原料油中的含硫、含氧、含氮化合物中的硫、氧、氮转化为易于除去的硫化氢、水、氨等，减少对催化剂的毒害作用。另外，原料油及生成油中的烯烃加氢饱和后，产品安定性可显著提高。
加氢裂化自20世纪60年代以来发展迅速，与催化裂化和催化重整互相补充，已成为炼油厂中最重要的加工过程之一。
精制是将油品中的某些杂质或不理想组分除掉，以改善油品质量的工艺过程。经蒸馏或裂化、焦化等二次加工得到的轻质燃料油中常常含有少量硫、氧、氮的化合物、胶质等，还含有不饱和烃。这些杂质的存在会使油品颜色变深，气味加浓甚至很臭，引起腐蚀，燃烧后会放出有害气体，易于变质，安定性差等，因此必须进行油品精制。油品精制最常见工艺有两种，加氢精制与电-化学精制，其中前者为主流。加氢精制的主要目的是改善焦化柴油的颜色和安定性，提高渣油催化裂化柴油的安定性和十六烷值，从焦化汽油制取乙烯原料或催化重整原料等。
将二次加工的气体或轻烃进行再加工称为三次加工，也是生产高辛烷值汽油组分和各种化学品的过程，如烷基化、叠合、异构化等工艺过程。重整是指将石脑油中的烃类分子催化剂作用下重新排列成新的分子结构的工艺过程，可以有效地提高汽油的辛烷值，同时得到芳香烃。采用铂催化剂进行的重整叫铂重整，采用铂催化剂或多金属催化剂进行重整叫铂铼重整或多金属重整。催化重整过程除原料预处理外，还包括重整、芳烃抽提，芳烃精馏等三个主要部分。
石油烃类物质包括烷烃、芳香烃、胶质和沥青质等，具有黏着力强、含碳量高、有机化合物种类多及难降解等特点，属于《国家危险废物名录》（2021年版）中的HW08类危险废物。
土壤石油烃类污染泛指原油和石油初加工产品（包括汽油、煤油、柴油等）及各类油的分解产物引起的土壤污染。其来源主要有原油泄漏和溢油事故，含油矿渣、污泥、垃圾的堆置，含油污水的灌溉，大气污染及汽车尾气的沉降以及含油农药的施用。土壤石油烃类污染是一类非常严重的环境问题，石油中的有毒有害烃类会改变土壤物理化学性质，导致土壤质量下降，影响植物生长，改变土壤微生物群落结构，对陆生动物产生严重危害，并可能通过食物链危害人体健康。
低沸点的烃类具有挥发性，可通过空气流动发生转移，对大气造成污染。大气中二氧化氮与碳氢化合物在紫外光照射下，经复杂的光化学反应所产生的光化学烟雾，它对人体的粘膜有强烈的刺激作用。烯烃在大气中生成二次污染物，其毒性显著增强，例如汽车排气中的氮氧化物和低碳烯烃光化学反应生成pan，形成的光化学烟雾毒性就很强。石油工业的各个环节，包括生产、运输、精炼以及最后成品的使用所排放的气体几乎都是温室气体，如二氧化碳、甲烷、臭氧和氧化亚氮等。
石油也会对海洋造成污染。每年数十万吨的石油烃类物因泄漏、沿海炼油工厂污水排放、大气污染物的沉降等原因进入海洋中。1991年海湾战争期间泄漏入海的石油达150万吨，使当地生态遭受毁灭性破坏，生态恢复至少需要100年，而其湿地将永无再生可能。进入水体中的石油在随同水一起迁移，同时在变质、氧化、移动和扩散等众多因素的作用下，水中的油可聚集成沥青块，浮在水中，随水漂流。石油污染会破坏海产养殖、盐田生产和滨海旅游区等产业。海面上的油膜会阻碍大气与海水之间的气体交换，影响海洋植物的光合作用。海兽皮毛和海鸟羽毛被石油沾污后，会失去保温、游泳或飞翔的能力。石油中所含的苯和甲苯等有毒化合物泄漏人海洋后，会进入食物链，对海洋生物造成巨大危害。