Нефть-сырец содержит помимо углеводородов сероорганические и неорганические (железо, ванадий и т.д.) соединения, а также соли щелочных и щелочно-земельных металлов, образующие золу. Содержание серы в нефти изменяется от 0,5 % в месторождениях Индонезии и Басс Стрейт до 4 % и более в некоторых месторождениях
Среднего Востока и Мексики, Зольность нефти невелика – не более 0,1 % (зольность угля составляет 1 % и более).
Путем очистки и соответствующей переработки нефти-сырца получают разнообразные углеводороды – от реактивного топлива, мазутов и битумов до сырья для нефтехимической промышленности. Крупные изменения в технологии очистки нефти, произошедшие в 1940 г. и позже, были связаны с уменьшением доли нефти, подвергаемой простой дистилляции, и увеличением доли нефти, направляемой на химическую переработку, что позволило в значительной степени уменьшить зависимость технологии очистки от источника поступления и состава нефти-сырца.
Главные загрязнения воздуха при нефтепереработке образуются при сгорании нефти низкого качества (с большим содержанием серы), которую перегонные заводы сжигают в своих печах и бойлерах. Большое количество мелких частиц сажи образуется при нарушении режима горения факелов, используемых для борьбы с внезапными выбросами газообразных углеводородов. Кроме того, загрязнение атмосферы твердыми частицами происходит также в процессе каталитического крекинга, в особенности при регенерации катализатора. Регенерацию катализатора обычно ведут в реакторах с псевдоожиженным слоем, Частицы катализатора в процессе многократного использования уменьшаются в размерах, поэтому они выносятся с потоком газа.
В результате переработки нефти выделяются сероводород и меркаптаны, удаляемые из легких сортов топлива (бензина, керосина, легкого дизельного топлива и т.д.), поскольку они могут вызывать коррозию в двигателях. Наконец, при очистке нефтепродуктов существуют источники утечки углеводородов из щелей в клапанах и трубопроводах, в реакторах и резервуарах для хранения. При правильном проведении процессов переработки нефти эти потери можно свести к минимуму.