从地下开采出来的石油，如不进行加工，那就只能当成像煤一样的燃料去烧掉，这就实在太可惜了。所以，100多年来，人们在不断的实践、探索和创新中，开发出了一系列加工石油的方法。
在19世纪中叶，人们就开始用蒸馏的方法来处理原油，但是当时只是为了取得一些煤油来点灯照明，剩下的部分却当废物扔掉了。蒸馏是最基本的物理加工方法，至今仍是石油加工过程的龙头。它是按照石油中所含成分的沸点高低来进行分离的，经过分离得到的各个产物，便可依据其各自的特性来合理利用。此外，还有用适当的溶剂来处理石油的另一类物理加工方法，这些在生产润滑油产品时是常用的，其中包括溶剂精制、溶剂脱蜡和溶剂脱沥青等过程。
从历史发展的角度来看，石油加工工业与汽车工业像是比翼齐飞的亲密伴侣。汽车工业的发展不断对石油产品的数量和质量提出更多、更高的要求，这促使石油加工工业迅速发展和不断创新。就拿汽油来说，光从原油中用蒸馏的方法得到的汽油，不仅在数量上满足不了汽车工业发展的需要，在质量上也越来越无法符合要求。因而，石油的化学加工便应运而生，这就是说要改变石油的分子结构，把其中较大的分子变成较小的分子，这样便可增加汽油的产率。最早的化学加工方法是20世纪初在美国投入生产的石油热裂化，它利用石油中较大分子在较高的温度下会分解为较小分子的这种性质，生产出热裂化汽油。这类热裂化汽油比直接用蒸馏得到的汽油，不仅数量更多，而且质量更好。但是，时不多久，汽车发动机又提出了新的、更高的要求，这连热裂化汽油也无法满足了。接着，一类具有极强生命力的、采用催化剂的新加工方法异军突起，并且逐渐成为石油加工舞台上的主角。20世纪30年代法国人胡得利发明了催化裂化，很快在美国实现了工业化。由于催化裂化汽油的质量远优于热裂化汽油，催化裂化就逐渐取代热裂化成为生产汽油的主要手段。此外，诸如加氢裂化、加氢精制、铂重整以及烷基化等催化过程也都成了石油加工舞台上的璀璨群星。当今，石油加工新科技的发展可以说都离不开催化剂，新型催化剂的诞生往往伴随着产品质量的提升、能耗的降低、效率的提高以及污染的减少等等。
石油加工典型流程与此同时，高效石油加工设备的出现，使炼油装置的大型化成为现实；现代信息和控制技术的运用，使炼油装置的自动化水平突飞猛进。可以说，在工业现代化的进程中，炼油业已以它雄健的步伐走在了前列。
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