Нефтехи́мия, раздел химии, изучающий состав, свойства и особенности химических превращений компонентов нефти, природного газа, а также пути и методы их переработки в различные химические продукты, прежде всего в многотоннажные органические соединения, используемые как сырьё для выпуска товарных химических продуктов и полупродуктов технического назначения (топлив, смазочных материалов, мономеров, детергентов, растворителей, красителей и др.).

Нефтехимия базируется на успехах органической химии, катализа, физической химии, химической технологии и других наук. Выделение нефтехимии в самостоятельное научное направление связано с переходом химической промышленности с угольного сырья на нефтегазовое в 1950–1960-е гг. В этот период термин «нефтехимия» вытесняет ранее сложившееся название «химия нефти». Понятие «химия нефти» используется в более узком смысле – для обозначения отдельного раздела нефтехимии, посвящённого изучению состава нефтей и свойств их компонентов.

К основным задачам нефтехимии относятся: изучение нефти как природного объекта и важнейшего источника химического сырья; изучение и разработка методов и процессов превращения компонентов нефти, прежде всего углеводородов, в химические продукты, используемые в качестве сырья для выпуска товарных продуктов; исследование взаимопревращений углеводородов нефтяного, газового и альтернативных видов сырья, закономерностей образования их функциональных производных с целью создания научных основ комплексной переработки нефти и производства многотоннажных технически полезных продуктов (топлива и масла, присадки к топливам и маслам, мономеры, растворители и др.) и альтернативных видов топлива.

Изучение химического состава и свойств нефтей включает в себя анализ, исследование свойств классов и групп соединений (парафины, нафтены, ароматические углеводороды, серо-, азот- и кислородсодержащие соединения, смолистые, асфальтеновые и металлсодержащие компоненты) в нефтях и их фракциях. Для этого используют комплекс химических и физико-химических методов анализа (хроматография, масс-спектрометрия, оптическая спектроскопия, ядерный магнитный резонанс и др.). Изучение закономерностей распределения компонентов нефти в зависимости от месторождения, глубины залегания, условий добычи позволяет создавать банки данных по нефтям и рекомендовать наиболее рациональные пути использования нефти и нефтяных фракций конкретного месторождения. К этой области исследования примыкает разработка методов анализа нефтепродуктов, представляющих собой смеси сложного состава, такие как различные виды углеводородных топлив, смазочных материалов.

Нефтеперерабатывающий завод.Нефтеперерабатывающий завод.В рамках нефтехимии осуществляется поиск принципиально новых направлений переработки и применения углеводородов, проводятся прикладные исследования и разработки в интересах требований нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Исследуемые взаимопревращения углеводородов нефти включают в себя термические, каталитические, плазмохимические, радиохимические и биохимические процессы.

В нефтехимии изучаются механизмы и основные закономерности реакций индивидуальных углеводородов и их многокомпонентных смесей, а также выявляется роль гетероатомных компонентов нефти в этих процессах; осуществляются поиск, разработка и модификация катализаторов; исследуется влияние отдельных компонентов сырья на протекание таких реакций, как пиролиз, крекинг и гидрокрекинг, дегидрирование, изомеризация, циклизация, алкилирование и др. Полученные данные являются основой для управления этими реакциями и повышения глубины переработки нефти и создают научные основы для процессов нефтепереработки и получения сырья и полупродуктов для нефтехимического синтеза.

С целью создания эффективных прямых или малостадийных методов получения важнейших функциональных производных углеводородов и других компонентов нефти детально изучаются наиболее важные реакции с их участием. Это прежде всего реакции с разрывом С–С-связей, окисление, гидратация, олигомеризация, дегидрирование и гидрирование, галогенирование, нитрование, сульфирование, сульфатирование, сульфохлорирование, гидроформилирование, эпоксидирование и др. Важнейшее значение среди них имеют каталитические процессы. Полученные в рамках этих исследований знания о механизмах, закономерностях протекания реакций и поведения различных типов катализаторов являются основой для развития нефтехимического синтеза.

Активно развиваются исследования, направленные на создание технологий переработки альтернативных видов сырья в многотоннажные продукты нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Значительное внимание уделяется созданию методов переработки различных видов биологического сырья и бытовых отходов. Изучаются экологические проблемы, связанные с переработкой углеводородов, с целью минимизации и утилизации образующихся побочных продуктов и отходов, с осуществлением комплекса мероприятий по охране окружающей среды в процессах нефтехимического синтеза и нефтепереработки.

Исследования в рамках нефтехимии процессов химических превращений соединений с одним атомом углерода, и прежде всего природного газа и монооксида углерода, постепенно выделяются в самостоятельную область – газохимию. Наибольшее внимание в этой области уделяется изучению особенностей протекания процессов получения синтез-газа, метанола, реакций гидроформилирования и карбонилирования, превращения синтез-газа в синтетическое топливо и углеводородное сырьё для нефтехимического синтеза, утилизации диоксида углерода и др.