Le raffinage à l’échelle industrielle se fait dans des raffineries. Il débouche sur deux grands types de produits :

• des produits énergétiques : essence, diesel, et fioul ;
• des produits non énergétiques utilisés en pétrochimie : lubrifiants, bitume et naphtas.

Le pétrole est un mélange d’hydrocarbures allant du plus léger (gaz et GPL ou gaz de pétrole liquéfié) au plus lourd (fioul loird). Le processus de raffinage comprend plusieurs étapes consécutives :

• 1- La distillation : cette opération permet de séparer les molécules lourdes et les molécules légères du pétrole. Le mélange d’hydrocarbures est d’abord chauffé à environ 350-370 °C.  Les différentes fractions sont ensuite séparées dans une tour de distillation en fonction de leur point d’ébullition. Les molécules légères (gaz, essence, etc.) se concentrent en haut et les plus lourdes (bitume, paraffines) en bas ;
• 2- La conversion : les unités de conversion modifient la structure chimique des molécules d’hydrocarbures. À ce stade les plus grosses molécules de pétrole sont cassées afin de les transformer en produits plus légers qui sont les produits pétroliers les plus consommés : essence, gazole, fioul et kérogène ;
• 3. L’amélioration ou purification : Les produits obtenus doivent encore être améliorés pour répondre à la demande du marché. En particulier, l’amélioration permet de réduire la teneur en soufre, et plomb ;
• 4. Le mélange : c’est la dernière étape du raffinage. Elle consiste à mélanger les différentes bases obtenues, libérées de leurs impuretés. Elles sont mélangées entre elles ou à des additifs pour leur donner des spécificités techniques, réglementaires et environnementales, afin d’obtenir des produits pouvant être commercialisés, par exemple, le kérogène, le diesel, l’essence, le mazout ou fioul, le bitume, etc.