炼油一般是指将原油加工成各种燃料（汽油、煤油、柴油）、润滑油、石蜡、沥青等石油产品或石油化工原料的工艺过程。

    石油炼制一般是先将原油切割成各种不同沸程的馏分，然后将这些馏分或者按照产品规格要求，除去其中的非理想组分和有害杂质，或者经过化学转化形成所需要的组分，进而加工成产品。
    图1：炼厂流程简图

    常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏在习惯上的合称，常减压蒸馏基本属物理过程。原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品（称为馏分），这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂，相当大的部分是后续加工装置的原料，因此，常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。包括三个工序：原油的脱盐、脱水；常压蒸馏；减压蒸馏。常减压装置产品主要作为下游生产装置的原料，包括石脑油、煤油、柴油、蜡油、渣油以及轻质馏分油等。
    催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的，主要是将重质原料油转化为轻质燃料油品。是提高原油加工深度，生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。催化裂化装置是普通石化企业的核心装置，原料主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350~540℃馏分的重质油，包括加氢常压渣油和加氢蜡油等。催化裂化工艺由三部分组成：原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。催化裂化所得的产物经分馏后可得到液化气、汽油、柴油和重质馏分油。
    催化重整是在催化剂和氢气存在下，将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。催化重整在炼油中的作用主要有三方面的功能：一是能把辛烷值很低的直馏汽油变成高辛烷值汽油。二是能生产大量苯、甲苯和二甲苯，这些都是生产合成塑料、合成纤维和合成橡胶的基本原料。三是可副产大量廉价氢气。催化重整得到的汽油、苯系列产品等可以作为产品销售，副产品氢气可以作为加氢反应的来源。
    加氢裂化是在高压、氢气存在下进行，需要催化剂，把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。加氢裂化由于有氢存在，原料转化的焦炭少，可除去有害的含硫、氮、氧的化合物，操作灵活，可按产品需求调整。产品收率较高，而且质量好。加氢裂化的主要原料是重质馏分油，包括催化裂化循环油和焦化馏出油等。它的产品主要是优质轻质油品，特别是生产优质航空煤油和低凝点柴油。
    延迟焦化是在较长反应时间下，使原料深度裂化，以生产固体石油焦炭为主要目的，同时获得气体和液体产物。延迟焦化用的原料主要是高沸点的渣油。改变原料和操作条件可以调整汽油、柴油、裂化原料油、焦炭的比例。
    原油按硫含量的高低可划分为低硫原油、含硫原油和高硫原油。高硫原油通常指硫含量在1%以上的原油，硫含量低于0.5%为低硫原油，高于0.5%而低于1.0%为含硫原油。世界高硫原油资源主要集中在中东地区及中南美各国，其中以沙特、伊拉克、科威特、阿联酋和伊朗中东五国以及委内瑞拉、墨西哥所产原油含硫量最高。以上国家同时也是全球原油的主要生产国，因此全球原油产能中超过60%为含硫及高硫原油。
    我国进口含硫及高硫原油逐年增加。近几年我国原油进口量逐年提升，2006年我国原油进口量1.45亿吨，2012年达到2.71亿吨，对外依存度达到56.4%，2006~2012年原油进口量复合增速达到10.9%。从进口原油的硫含量来看，近几年我国进口的含硫及高硫原油逐步增加。以山东口岸为例，2006年进口的含硫及高硫原油占口岸原油进口总量的比例为32.0%，2011年这一比例则提高到了53.9%。
    汽油质量升级最主要是硫含量的降低。汽油中的含有的硫化物在发动机中燃烧时，以硫的氧化物SOx形式排入大气，造成酸雨的前身物。降低汽油中的硫含量可以减少尾气中易挥发的有机物（VOC）、CO和NOx的排放量。此外，汽油硫含量高，汽车尾气催化转化器的寿命要缩短，性能变差。随着我国油品排放标准的提升，汽车尾气中的硫含量将不断下降，从而有助于减少空气污染。从汽油国二标准到国五标准，对汽油中硫含量的限制由不超过500ppm下降到不超过10ppm。对于汽油中的硫含量，国五标准的严格程度是国二标准的50倍，在所有指标中变化最大。
    我国汽油组分以催化裂化汽油（FCC汽油）为主。汽油是一种混合物，主要成分为C4~C12的脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃。汽油根据制造过程可分为直馏汽油、热裂化汽油、催化裂化汽油、重整汽油、焦化汽油、叠合汽油、加氢裂化汽油、裂解汽油和烷基化汽油、合成汽油等。我国成品汽油约75%以上来自FCC汽油，它是车用汽油的重要来源之一。而FCC汽油存在烯烃含量高、硫含量高、安定性差等问题，其质量影响到车用汽油的各项指标。
    FCC汽油硫含量较高。由于我国加工原油硫含量较高，因而FCC汽油中硫含量也较高。FCC汽油总硫含量约为500~1600ppm，其中70%以上为噻吩、烷基取代的噻吩，特别是苯并噻吩及其甲基取代物等；硫醚、硫醇的含量很少；部分FCC汽油中还含有二硫化碳。因此要降低汽油中的硫含量，主要是去除汽油中的噻吩类硫化物。
    目前，FCC汽油脱硫技术的研究及工业应用主要以加氢精制为主。加氢精制技术是大规模生产清洁油品的有效方法。但是采用传统的加氢精制工艺及催化剂，在降低FCC汽油中硫含量的同时，由于烯烃大量饱和导致辛烷值损失严重。而随着车用汽油标准中硫含量的进一步下降（国五降至10ppm以下），需要深度加氢才能满足清洁汽油标准的硫含量要求，伴随深度加氢，辛烷值损失同样不可避免。
    虽然目前针对FCC汽油的选择性加氢脱硫技术和加氢脱硫保辛烷值技术有很多，但是随着汽油硫含量的下降，汽油辛烷值的损失仍不可避免。国五标准中汽油标号的下降亦能反应这一现状，因此需采取多种方法提高汽油辛烷值。