在「蒸餾」一節中，我們曾經說過，一般原油經直餾後約有五分之一到四分之一的汽油餾分，以及一定比例的煤油餾分.....等等，但在汽車、飛機等交通事業發達的今天，汽油用量的需求越來越大，對品質的要求也越來越高，相反的，某些油品的需求量卻越來越低。因此，石油工程師們就利用各種化學反應法，將利用價值較低的油品改便成利用價值高的產品，或直接用來改良石油產品的品質。

應用在石油煉製工業上的化學反應法很多，其中比較重要的，簡單說明如下：

裂煉法:
為使汽油的產量增加，可將重質的油料如柴油、蒸餘油等裂煉成汽油，也就是將分子量較高的分子分解成較小的分子。石油裂煉的主要目的，一為增加汽油產量，一為製造石油化學工業的主要原料如乙烯、丙烯、丁二烯等等。石油裂煉又可稱為石油裂解，一般又可分為三類：

1. 輕油裂解
   以石油腦為原料，主要產品為乙烯、丙烯、丁二烯、芳香烴及裂解汽油。不使用觸媒，而是以水蒸汽加高溫使其分子結構改變(裂解)。
2. 重油裂解
   將蒸餘油或重油經減黏及焦化製程，轉製成較輕質及價值較高的產品，一般也是使用加熱裂解法。
3. 觸媒裂解
   利用觸媒將製氣油裂解成汽油，以取得較多量的輕級油料。通常用矽鋁土或沸石為觸媒。

重組
利用加熱、加壓、加氫或觸媒的作用，將汽油餾分中的分子結構改變，使其成為異烷烴、環烷烴或芳香烴，以提高其辛烷值，就可以充分符合今日交通車輛的要求。經重組所得的汽油。稱為重組汽油又可分為熱重組、聚合重組及觸媒重組等三種不同方式。

異構化
就是不改變烴分子所具有的碳與氫原子數，但將分子重新加以排列成另一種結構來提高辛烷值，這個反應叫做異構化。異構化也要使用觸媒來幫助產生反應。

烷化
煉油工業的烷化，專指以低分子量的烯烴與異烷烴作用，形成高分子量異烷烴的反應，在高溫高壓且不使用觸媒劑的情形下進行。如果利用硫酸或氫氟酸則可進行低溫烷化。烷化後的油料稱為烷化油，其辛婠質很高，主要用來摻配航空汽油及高辛烷質值車用汽油。

加氫脫硫
通常以觸媒使氫與油料反應，一方面可減低油料中所含的硫分，使油料變成高品質的飽和烴，同時還可脫除其中的氮及金屬，並可生產副產品硫磺。