石油化工产业作为大能源行业的重要组成部分，有着非常清晰和发展成熟的产业链。石油化工产业链的上、中、下游分别主要由勘探开发、石油炼制与石油化工等环节组成。
一、石油勘探开发
上游石油勘探开发就是利用各种勘探手段了解地下的地址情况，认识油气存储条件，综合评估油气开发远景并最终确定油气聚集的有利地区，建成油气资源开发基地，以便进行后期开发，为国家增加原油储备和相关的油气产品。
石油勘探开发包括勘探、开采、生产三个环节，主要流程如下：地质勘察——物探——钻井——录井——测井——完井——固井——射孔——采油——修井、增采以及后续的运输和加工。这些环节，一环紧扣一环，相互依存，密不可分。
上游产业的主体企业为石油公司和油服公司，石油公司拥有油田油井的开采权，主要从事油田的经营，油服公司为油田的勘探开采提供一系列技术服务。
二、石油炼制
石油炼制工业是把原油通过石油炼制过程加工为各种石油产品的工业。石油炼厂中的主要生产装置通常有：原油蒸馏（常、减压蒸馏）、热裂化、催化裂化、加氢裂化、石油焦化、催化重整以及炼厂气加工、石油产品精制等，主要生产各种油品和化工原料。
石油炼制位于石化产业链中游，上游是油气勘探与生产，下游则是石化制品、化纤和纺织品等产业，在整个石化产业链中起到承上启下的作用。
原油的炼制加工分为一次加工和二次加工。一次加工过程是根据不同组分的沸点不同将原油用蒸馏的方法分离成轻重不同馏分的过程，常称为原油蒸馏，它包括原油预处理、常压蒸馏和减压蒸馏。一次加工产品可以分为：
1、轻质馏分油，指沸点在约370℃以下的馏出油，如汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分等；
2、重质馏分油，指沸点在370~540℃左右的重质馏出油，如重柴油、各种润滑油馏分、裂化原料等；
3、渣油（常压重油，减压渣油）。
二次加工过程是对一次加工过程产物的再加工。主要是指将重质馏分油和渣油经过各种裂化生产轻质油的过程，包括催化裂化、加氢裂化、石油焦化等。另外，还包括催化重整和石油产品精制。
通过原油的炼制加工可得到不同的产品，这些产品可以分为六大类：燃料（汽油、柴油、煤油、燃料油等）、石蜡油、石油焦、石油沥青、润滑油、溶剂和化工原料。
·汽油
汽油是用量最大的轻质石油产品之一，根据用途可分为航空汽油、车用汽油和溶剂汽油三类。前两者主要为汽油机燃料，广泛应用于汽车、摩托车、直升飞机等，溶剂汽油则用于合成橡胶、油漆、油脂、香料等生产。
·柴油
柴油最重要用途是用于大型车辆、船舶的柴油发动机。与汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。柴油具有低能耗，所以一些小型汽车甚至高性能汽车也改用柴油。
·煤油
煤油根据用途可分为动力煤油和照明煤油，前者主要作为航空燃料，而后者主要用于各种喷灯、汽灯、煤油炉等。
·燃料油
燃料油作为炼油工艺过程中的最后一种产品，产品质量控制有着较强的特殊性，最终燃料油产品形成受到原油品种、加工工艺、加工深度等许多因素的制约。燃料油广泛用于电厂发电、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。
·石蜡油
石蜡油属于重油，可以作为原料，进一步催化裂化、加氢裂化为轻质成品油，也可作为化工原料和石蜡制品。
·石油焦
石油焦可视其质量而用于制石墨、冶炼和化工等工业。低硫、优质的熟焦例如针状焦，主要用于制造超高功率石墨电极和某些特种炭素制品；中硫、普通的熟焦，大量用于炼铝；高硫、普通的生焦，则用于化工生产，如制造电石、碳化硅等，也有作为金属铸造等用的燃料。
·沥青
沥青是有效的防水材料和防腐材料，主要应用于屋面、地面、地下结构的防水，木材、钢材的防腐等。与不同的矿质材料按比例配合后可以建成不同结构的沥青路面，因此在高速公路领域应用广泛。
·重要化工原料
液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。
石脑油又叫化工轻油，由原油或其他原料加工而成，主要用于重整和化工原料。目前已上市的期货品种中，PTA、甲醇、LLDPE、PP、PVC等重要化工原料均可以石脑油为原料制得。
三、石油化工
原油的下游产业衍生非常广，涵盖了人们日常生活的方方面面，相关应用领域包括交通运输、高分子材料、金属加工、轻工纺织、化工医药、日化快消等，由于原油产业在国民经济中举足轻重的地位，原油也被誉为“工业的血液”。目前已上市期货品种中，PTA、甲醇、LLDPE、PP、PVC均是重要的化工原料。
·PTA产业链
·甲醇产业链
·塑料产业链
·PVC产业链
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