人們發現：1L汽油中若加入1mL四乙基鉛Pb（C2H5）4，它的辛烷值可以提高10～12個標號。四乙基鉛是有香味的無色液體，但有毒，有的地方在其中適當加一些色料，提醒人們注意這是含鉛汽油。這種抗震劑已沿用了幾十年，但在汽車越來越多的今天，汽油燃燒後放出的尾氣中所含微量的鉛化合物已成為公害。所以目前正努力用改進汽油組成的辦法來改善汽油的爆震性，即市售的無鉛汽油。自70年代起從環境保護的角度考慮，各國紛紛提出要求使用無鉛汽油，有些汽車的設計規定必須使用無鉛汽油，以減少對環境的汙染。
提高蒸餾溫度，依次可以獲得煤油（C10～C16）和柴油（C17～C20）。它們又分為許多品級，分別用於噴氣飛機、重型卡車、拖拉機、輪船、坦克等。蒸餾溫度在350℃以下所得各餾分都屬於輕油部分，在350℃以上各餾分則屬重油部分，碳原子數在18～40之間，其中有潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青等，各有其用途。
裂化用上述加熱蒸餾的辦法所得輕油約占原油的1/3～1/4。但社會需要大量的分子量小的各種烴類，采用催化裂化法，可以使碳原子數多的碳氫化合物裂解成各種小分子的烴類，如：
裂解產物成分很複雜，從C1至C10都有，既有飽和烴又有不飽和烴，經分餾後分別使用。裂解產物的種類和數量隨催化劑和溫度、壓力等條件不同而異。不同質量的原油對催化劑的選擇和溫度、壓力的控製也不相同。我國原油成分中重油比例較大，所以催化裂化就顯得特別重要，對外國的經驗隻能借鑒，不能照搬。經過30多年的研究和實踐，我國已開發適用於我國各種原油的一係列鋁矽酸鹽分子篩型催化劑。經催化裂化，從重油中能獲得更多乙烯、丙烯、丁烯等化工原料，也能獲得較多較好的汽油。
催化重整這是石油工業中另外一個重要過程。在一定的溫度壓力下，汽油中的直鏈烴在催化劑表麵上進行結構的“重新調整”，轉化為帶支鏈的烷烴異構體，這就能有效地提高汽油的辛烷值，同時還可得到一部分芳香烴，這是原油中含量很少而隻靠從煤焦油中提取不能滿足生產需要的化工原料，可以說是一舉兩得。現用催化劑是貴金屬鉑（Pt）、銥（Ir）和錸（Re）等，它們的價格比黃金貴得多，化學家們巧妙地選用便宜的多孔性氧化鋁或氧化矽為載體，在表麵上浸漬0.1％的貴金屬，汽油在催化劑表麵隻要20～30s就能完成重整反應。
加氫精製這是提高油品質量的過程。蒸餾和裂解所得的汽油、煤油、柴油中都混有少量含N或含S的雜環有機物，在燃燒過程中會生成NOx及SO2等酸性氧化物汙染空氣，當環保問題日益受關注時，對油品中N，S含量的限製也就更加嚴格。現行的辦法是用催化劑在一定溫度和壓力下使H2和這些雜環有機物起反應生成NH3或H2S而分離，留在油品中的隻是碳氫化合物。自70年代末開始，石油化工科學研究院針對我國油品特點，開展了大量基礎研究工作，開發出多種加氫催化劑，基本滿足了國內煉油工業的需要，並有出口。這類催化劑以Al2O3為載體，活性組分有鈷－鉬（Co－Mo）、鎳－鉬（Ni－Mo）、鎳－鎢（Ni－W）等體係。
綜上所述，石油經過分餾、裂化、重整、精製等步驟，獲得了各種燃料和化工產品。有的可直接使用，有的還可以進行深加工。所以煉油廠總是和幾個化工廠組成石油化工聯合企業，那裏是技術密集、資本密集、勞動力密集的地區。
在石油工業中，把常壓蒸餾和減壓蒸餾叫做一次加工，這是物理變化過程，而裂化、重整和加氫控製等則叫二次加工，它們都屬化學變化過程。這些過程都涉及催化劑，催化劑的研製是石油化工不可缺少的組成部分。催化作用的奧秘是化學工作者十分感興趣的研究領域。