โรงกลั่นน้ำมันเป็นโรงงานที่น้ำมันดิบนำมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์เคมีและผลพลอยได้ต่างๆ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ใช้สำหรับงานอุตสาหกรรมและพาณิชยกรรมมากมาย สารเคมีที่พบบ่อยที่สุดที่ผลิตโดยโรงกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นเช่นน้ำมันเบนซินน้ำมันก๊าดและน้ำมันเครื่อง โรงกลั่นน้ำมันผลิตสารเคมีอื่น ๆ มากมายรวมถึงส่วนผสมสำหรับพลาสติกและวัสดุที่มีประโยชน์อื่น ๆ ผลพลอยได้บางส่วนของกระบวนการกลั่นน้ำมันยังมีการใช้งานในอุตสาหกรรมเช่นปิโตรเลียมโค้กซึ่งใช้ในการผลิตเหล็ก
โรงกลั่นน้ำมันมักจะเป็นอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยเครือข่ายที่ซับซ้อนของเครื่องจักรที่จำเป็นสำหรับกระบวนการทางเคมี ส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันด้วยท่อส่งไปยังโรงงานผลิตน้ำมัน หากไม่สามารถทำได้ต้องใช้รถไฟหรือวิธีการขนส่งอื่น ๆ เพื่อส่งน้ำมันดิบไปยังโรงกลั่น พวกเขามักจะตั้งอยู่ใกล้แหล่งน้ำขนาดใหญ่เพราะน้ำถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นและในกระบวนการทางเคมีบางอย่าง โรงกลั่นน้ำมันโดยเฉลี่ยมีท่อภายในจำนวนมากสำหรับเคลื่อนย้ายสารเคมีที่ผ่านการแปรรูปและไม่ผ่านกระบวนการทั่วทั้งไซต์และถังขนาดใหญ่สำหรับเก็บสารเคมีเหล่านั้น โรงกลั่นส่วนใหญ่ตั้งอยู่ไกลจากย่านที่อยู่อาศัยเนื่องจากความกังวลเรื่องเสียงการปล่อยมลพิษและความปลอดภัย
เมื่อน้ำมันดิบเข้าสู่โรงกลั่นน้ำมันมันจะถูกกลั่นโดยกระบวนการที่เรียกว่าการกลั่นแบบแยกส่วน กระบวนการนี้แยกน้ำมันออกเป็นหลาย ๆ รูปแบบหรือเป็นเศษส่วนที่มีโครงสร้างโมเลกุลแตกต่างกัน ทั้งหมดของการกลั่นปิโตรเลียมหรือปิโตรเคมีประกอบด้วยโมเลกุลที่ซับซ้อนที่เรียกว่าไฮโดรคาร์บอน ปิโตรเคมีบางส่วนมีประโยชน์ในตัวเองส่วนอื่น ๆ จะต้องดำเนินการเพิ่มเติมที่โรงกลั่นน้ำมันหรือที่อื่น กระบวนการทางเคมีเพิ่มเติมเหล่านี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของการกลั่นและผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ต้องการ
น้ำมันเบนซินหรือที่เรียกว่าน้ำมันเบนซินเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการแปรรูปปิโตรเลียมพร้อมกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ เช่นดีเซลน้ำมันก๊าดและน้ำมันปิโตรเลียมเหลว (LP) ปิโตรเคมียังใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์จำนวนมากรวมถึงแว็กซ์ตัวทำละลายและยาฆ่าแมลง แอสฟัลต์และน้ำมันดินจากปิโตรเลียมถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างถนนและอาคาร โพลิเมอร์ที่ผลิตจากปิโตรเคมีเป็นพื้นฐานของพลาสติกหลายชนิด ผลพลอยได้ที่เป็นประโยชน์ของโรงกลั่นน้ำมัน ได้แก่ ปิโตรเลียมโค้กซึ่งเป็นส่วนผสมที่จำเป็นสำหรับการทำเหล็กและอลูมิเนียมและกรดซัลฟูริกซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในกระบวนการกลั่นน้ำมัน
โรงกลั่นน้ำมันเป็นงานที่มีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อน ความต้องการผลิตภัณฑ์ที่สูงนั้นต้องใช้โรงกลั่นจำนวนมากในการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องทำให้มีโอกาสน้อยในการบำรุงรักษาหรือปรับปรุง กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยที่เข้มงวดควบคุมสถานที่กิจกรรมและการปล่อยของโรงกลั่น การเพิ่มความตระหนักเกี่ยวกับปัญหาสิ่งแวดล้อมได้มุ่งเน้นการตรวจสอบสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ซึ่งสามารถสร้างมลพิษและสารก่อมะเร็งและลดคุณภาพอากาศ อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์จำนวนมากที่สร้างขึ้นโดยโรงกลั่นน้ำมันมีความจำเป็นสำหรับสังคมสมัยใหม่
