Petrokemikalija je kemikalija koja je dobivena iz nafte ili prirodnog plina. Te se kemikalije obično ekstrahiraju tijekom procesa rafiniranja dok se sirova nafta i plin destiliraju ili krekuju, a mogu se koristiti na razne načine. Eksplozija industrije u 20. stoljeću dovela je do proliferacije proizvoda koji su uključivali petrokemijske komponente, a potražnja za tim kemikalijama je u stalnom porastu kako ljudi razvijaju nove proizvode i nove namjene za takve proizvode. Rafinerije koje prerađuju takve kemikalije mogu se naći u cijelom svijetu.
Neke od primarnih petrokemikalija dobivenih u procesu rafiniranja uključuju toluen, benzen, etilen i propilen. Ove primarne kemikalije mogu se dalje rafinirati u poluproizvode ili derivate koji se mogu koristiti u proizvodnji robe za krajnju uporabu. Većina petrokemikalija su ugljikovodici, što odražava visoku koncentraciju vodika i ugljika u sirovoj nafti, a razlikuju se, iako kemijski slične, od goriva rafiniranih iz sirove nafte.
Ogroman izbor proizvoda izrađen je od petrokemikalija, uključujući plastiku, sapune, farmaceutske proizvode, gnojiva, pesticide, deterdžente, podove, otapala i epokside. Sintetička vlakna, guma i drugi materijali također se proizvode od petrokemikalija. Većina ljudi svakodnevno komunicira s brojnim takvim proizvodima, od sintetičkih vlakana koja se koriste u jakni od flisa po hladnom danu do plastike koja se koristi u izradi kola upravljača.
Rafinerije mogu prilagoditi svoju proizvodnju primarne petrokemije kako bi zadovoljile potražnju na razne načine. Kako se sirova nafta rafinira, može se obraditi frakcijskom destilacijom, u kojoj se zagrijava kako bi se odvojile različite komponente za upotrebu, ili se može “puknuti” katalizatorom koji razbija ugljikovodične lance kako bi se stvorili željeni proizvodi. Budući da je petrokemija obično velika potražnja, rafinerije moraju biti sposobne djelovati brzo kako bi iskoristile povoljne cijene i potražnju.
Rafiniranje i proizvodnja petrokemijskih proizvoda u završnoj fazi kritizirani su na temelju zabrinutosti za okoliš. Vađenje i transport sirove nafte može imati vrlo negativan utjecaj na okoliš, a proces rafiniranja može biti vrlo zagađujući i ponekad opasan za susjedne zajednice. Petrokemikalije se također vrlo sporo razgrađuju u prirodnom okolišu, što dovodi do pitanja o pravilnoj uporabi i odlaganju proizvoda široke potrošnje. Ti proizvodi također nisu obnovljivi, jer potječu iz resursa nakupljenih tijekom milijuna godina, što znači da bi, nakon što se svjetska nalazišta sirove nafte i prirodnog plina iscrpe, mogao nastati ozbiljan problem za petrokemijsku industriju.