Ένα πετροχημικό είναι μια χημική ουσία που έχει προέλθει από πετρέλαιο ή φυσικό αέριο. Αυτές οι χημικές ουσίες εξάγονται συνήθως κατά τη διαδικασία διύλισης καθώς το αργό πετρέλαιο και το αέριο αποστάζονται ή πυρολύονται και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με μεγάλη ποικιλία τρόπων. Η έκρηξη της βιομηχανίας τον 20ο αιώνα οδήγησε σε πολλαπλασιασμό προϊόντων που περιλάμβαναν πετροχημικά συστατικά και η ζήτηση για αυτά τα χημικά αυξάνεται συνεχώς καθώς οι άνθρωποι αναπτύσσουν νέα προϊόντα και νέες χρήσεις για τέτοια προϊόντα. Διυλιστήρια που επεξεργάζονται τέτοιες χημικές ουσίες μπορούν να βρεθούν σε όλο τον κόσμο.
Μερικά από τα πρωτογενή πετροχημικά που λαμβάνονται στη διαδικασία διύλισης περιλαμβάνουν το τολουόλιο, το βενζόλιο, το αιθυλένιο και το προπυλένιο. Αυτές οι πρωτογενείς χημικές ουσίες μπορούν να εξευγενιστούν περαιτέρω σε ενδιάμεσα ή παράγωγα προϊόντα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή προϊόντων τελικής χρήσης. Τα περισσότερα από τα πετροχημικά είναι υδρογονάνθρακες, αντανακλώντας την υψηλή συγκέντρωση υδρογόνου και άνθρακα στο αργό πετρέλαιο και είναι διακριτικά, αν και χημικά παρόμοια, από τα καύσιμα που εξευγενίζονται από το αργό πετρέλαιο.
Μια τεράστια ποικιλία προϊόντων παρασκευάζεται με πετροχημικά, όπως πλαστικά, σαπούνια, φαρμακευτικά προϊόντα, λιπάσματα, φυτοφάρμακα, απορρυπαντικά, δάπεδα, διαλύτες και εποξειδικά. Οι συνθετικές ίνες, το καουτσούκ και άλλα υλικά κατασκευάζονται επίσης από πετροχημικά. Οι περισσότεροι άνθρωποι αλληλεπιδρούν με πολλά τέτοια προϊόντα καθημερινά, από τις συνθετικές ίνες που χρησιμοποιούνται σε ένα φλις μπουφάν σε μια δροσερή μέρα μέχρι τα πλαστικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή ενός τιμονιού.
Τα διυλιστήρια μπορούν να προσαρμόσουν την παραγωγή ενός πρωτογενούς πετροχημικού για να ανταποκριθούν στη ζήτηση με διάφορους τρόπους. Καθώς το αργό πετρέλαιο διυλίζεται, μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με κλασματική απόσταξη, στην οποία θερμαίνεται για να διαχωριστούν τα διάφορα συστατικά προς χρήση ή μπορεί να «σπάσει» με έναν καταλύτη που διασπά αλυσίδες υδρογονανθράκων για να δημιουργήσει τα επιθυμητά προϊόντα. Επειδή τα πετροχημικά έχουν συνήθως υψηλή ζήτηση, τα διυλιστήρια πρέπει να είναι σε θέση να ενεργούν γρήγορα για να επωφεληθούν από ευνοϊκές τιμές και ζήτηση.
Η διύλιση και η παραγωγή πετροχημικών προϊόντων τελικού σταδίου έχει επικριθεί με βάση περιβαλλοντικές ανησυχίες. Η εξόρυξη και η μεταφορά αργού πετρελαίου μπορεί να έχει πολύ αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις και η διαδικασία διύλισης μπορεί να είναι εξαιρετικά ρυπογόνος και μερικές φορές επικίνδυνη για τις γειτονικές κοινότητες. Τα πετροχημικά είναι επίσης πολύ αργά στη διάσπαση στο φυσικό περιβάλλον, εγείροντας ζητήματα σχετικά με τη σωστή χρήση και απόρριψη των καταναλωτικών προϊόντων. Αυτά τα προϊόντα δεν είναι επίσης ανανεώσιμα, επειδή προέρχονται από πόρους που έχουν συσσωρευτεί κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών, πράγμα που σημαίνει ότι όταν εξαντληθούν τα παγκόσμια κοιτάσματα αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου, θα μπορούσε να προκύψει σοβαρό πρόβλημα για την πετροχημική βιομηχανία.