Consiste en la separación de impurezas del petróleo y obtener las fracciones útiles, tienen las siguientes fases:
I) Tratamientos previos
El petróleo en su conjunto como mezcla lleva sedimentos como arcilla, agua emulsionada y sales, su eliminación esta sujeta a los tratamientos previos como:
a) separación del agua por el método de la gravedad (el agua es mas densa que el petróleo). Separación de algunas partículas por filtración.
b) Endulzamiento que consiste en la eliminación de sales como NaCl , CaCl3 , MgCl2.
Es necesario la eliminación de sales porque al ponerse en contacto con el agua forma HCl siendo esto totalmente corrosivo.
II) Destilación fraccionada
También se denomina TOPPING o destilación primaria, consiste en la separación del petróleo crudo en sus componentes, lo cual se basa en las diferentes temperaturas de ebullición que tienen los componentes de la mezcla petrolífera, obteniéndose gas combustible, keroseno, aceites lubricantes y residual, toda refinería hace uso de este proceso.
En el Perú tenemos la refinería de Talara, la Pampilla, y en la Selva. La destilación de petróleo empieza cuando en la columna de fraccionamiento, ingresa el crudo caliente a la temperatura de 420°C a 450°C proveniente del horno. En la columna de destilación los componentes se separan según la diferencia de temperaturas de ebullición de cada componente.
Por la parte superior se desprende la fracción de menor temperatura de ebullición y por el fondo se obtiene la fracción de mayor temperatura de ebullición.
III) Residuos de destilación
Los residuos de destilación son: alquitrán de crudo (asfalto, fuel oil, coke de petróleo), parafinas solidas y otros productos betuminosos.