במובן הקפדני ביותר של פטרוכימיה, כל אחת מקבוצה גדולה של כימיקלים (להבדיל מדלקים) שמקורם בנפט וגז טבעי ומשמשים למגוון מטרות מסחריות. עם זאת, ההגדרה הורחבה כך שהיא כוללת את כל מגוון הכימיקלים האורגניים האליפטיים, הארומטיים והנפטניים, כמו גם שחור פחמן וחומרים אנאורגניים כאלה כמו גופרית ואמוניה. במקרים רבים, כימיקלים ספציפיים הכלולים בין הפטרוכימיקלים עשויים להתקבל גם ממקורות אחרים, כמו פחם, קוקה או מוצרים צמחיים. לדוגמה, חומרים כמו בנזן ונפטלין יכולים להיות מיוצרים מפחמן או מפחם, ואילו אלכוהול אתילי עשוי להיות ממקור פטרוכימי או צמחי. זה מקשה על סיווג החומר הספציפי, באופן קפדני, פטרוכימי או לא-כימי.
זיקוק נפט: פטרוכימיה
בהגדרה, פטרוכימיקלים הם פשוט כימיקלים שבמקרה נגזרים מחומר התחלתי המתקבל מנפט. הם,
מוצרים המיוצרים מפטרוכימיה כוללים פריטים כמו פלסטיק, סבונים וחומרי ניקוי, ממסים, סמים, דשנים, חומרי הדברה, חומרי נפץ, סיבים סינטטיים וגומי, צבעים, שרפים אפוקסי וחומרי ריצוף ובידוד. פטרוכימיקלים נמצאים במוצרים מגוונים כמו אספירין, מזוודות, סירות, מכוניות, כלי טיס, בגדי פוליאסטר, והקלטות דיסקים וקלטות.
כמו נפט גולמי וגז טבעי, הפטרוכימיקלים מורכבים בעיקר מפחמן ומימן ונקראים פחמימנים. אם במולקולות אטומי הפחמן קשורים באמצעות קשרים יחידים, נאמר כי המולקולות רוויות. אם הם מקושרים על ידי קשר כפול אחד או יותר, נאמר כי המולקולות אינן רוויות. עדיפות כימיקלים בלתי רוויים כמוצרי מזון פטרוכימיים מכיוון שהם מגיבים כימית יותר וניתן לשנות אותם בקלות רבה יותר לפטרוכימיקלים אחרים.
המרכיבים השונים של נפט המשמשים כחומרי גלם בייצור כימיקלים אחרים ידועים כמקור מזון. ניתן לסווג חומרי גלם פטרוכימיים לשלוש קבוצות כלליות: אולפינים, ארומטים וקבוצה שלישית הכוללת גז סינתזה ואנאורגנים. אולפינים, אשר המולקולות שלהם מהוות שרשראות ישרות ואינן רוויות, כוללות אתילן, פרופילן ובוטדיאן. אתילן הוא חומר הזנה הפחמימני המשמש בנפח הגדול ביותר בתעשייה הפטרוכימית. מאתילן, למשל, מיוצרים אתילן גליקול, המשמש בסיבי פוליאסטר ושרפים ובנוזל נגד קפואים; אלכוהול אתילי, ממיס וכימיקלים כימיים; פוליאתילן, המשמש בקולנוע ופלסטיקה; סטירן, המשמש שרפים, גומי סינטטי, פלסטיק ופוליאסטר; ואתילן דיכלוריד, לוויניל כלוריד, המשמש בפלסטיקה וסיבים. פרופילן משמש לייצור מוצרים כגון אקריליק, שפשוף אלכוהול, דבק אפוקסי ושטיחים. בוטדיאן משמש בייצור גומי סינטטי, סיבי שטיח, ציפוי נייר וצינורות פלסטיק.
ארומטים הם מולקולות פחמימניות היוצרות טבעות ואינן רוויות. חומרי הזנה הארומטיים העיקריים הם בנזן, טולואן, קסילן ונפטלין. בנזן משמש לייצור סטירן, המרכיב הבסיסי בפלסטיקה מפוליסטירן. הוא משמש גם לייצור צבעים, שרפים אפוקסי, דבקים ודבקים אחרים. טולואן משמש בעיקר לייצור ממסים, תוספי בנזין וחומרי נפץ. קסילן משמש לייצור פלסטיק וסיבים סינתטיים ובזיקוק בנזין. נפטלין משמשת בעיקר בקוטלי חרקים.
גז סינתזה משמש לייצור אמוניה ומתנול. אמוניה משמשת בעיקר ליצירת אמוניום חנקה, מקור לדשן. חלק גדול מהמתנול המיוצר משמש לייצור פורמלדהיד. השאר משמש לייצור סיבי פוליאסטר, פלסטיק וגומי סיליקון.
התעשייה הפטרוכימית קיבלה את הדחף העיקרי שלה בשנת 1913 מפיתוח תהליך הפיצוח התרמי שבאמצעותו זיקק נפט גולמי. התהליך הניב תוצרי לוואי גזים ששימשו בתחילה רק כגז מאיר או כדלק, אך נמצאו מועילים כחומרי גלם כימיים בשנות העשרים והשלושים. הכנסת הסדקים הקטליטים בשנת 1937 והגדלת אספקת הגז הטבעי הביאה להרחבה נוספת של הענף.
