石油化學工業以石油及天然氣生產的化學品品種極多、范圍極廣。石油化工原料主要為來自石油煉制過程產生的各種石油餾分和煉廠氣，以及油田氣、天然氣等。石油餾分(主要是輕質油)通過烴類裂解、裂解氣分離可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烴和苯、甲苯、二甲苯等芳烴，芳烴亦可來自石油輕餾分的催化重整。石油輕餾分和天然氣經蒸汽轉化、重油經部分氧化可制取合成氣,進而生產合成氨、合成甲醇等。從烯烴出發,可生產各種醇、酮、醛、酸類及環氧化合物等。隨著科學技術的發展，上述烯烴、芳烴經加工可生產包括合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等高分子產品及一系列制品，如表面活性劑等精細化學品，因此石油化工的范疇已擴大到高分子化工和精細化工的大部分領域。石油化工生產，一般與石油煉制或天然氣加工結合，相互提供原料、副產品或半成品，以提高經濟效益（見石油化工聯合企業）。

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