1940年以前，炼油商的主要目标是通过各种手段提高汽油的产量，而裂解是提高汽油产量的主要途径。1913年，在路易斯安那标准石油公司怀特（Whiting）炼油厂中，经过一系列危险的试验，威廉·伯顿（William Burton）发明了第一套商业化热裂解工艺，该工艺经过后期改进，被大量投入使用。到1919年，路易斯安那标准石油公司怀特和伍德河（Wood River）炼油厂中运行的伯顿蒸馏器多达几百个。伯顿工艺取得了巨大的成功，美国其他炼油企业纷纷向标准石油公司申请使用该专利。然而，由于标准石油公司过于苛刻的专利转让协议，促使了其他公司开发自己的裂解技术，最终在20世纪20年代掀起了一波针对热裂解工艺的创新浪潮。裂解工艺的创新对石油化工产业的兴起产生了深远影响。总体来看，它将基础研究引入到石油化学中，将19世纪炼油厂商普遍采取的经验主义方法转变为科学主义方法，让广大石油公司普遍认识到他们的产品不仅仅是简单的能源，还有更广泛的用途。此外，催化裂解的流线作业模式，改变了早期热裂解的单缸作业模式，使石油炼制设备的规模不断扩大，自动化程度不断提高，推动了化学自动化的发展，马萨诸塞州技术学院等高校应运而生。所有这些发展都为美国在设计和建设大规模碳氢化合物生产厂房方面提供了技术优势（Spitz，1988）。裂解工艺对石油化工最大的贡献，当属它为石油化工提供了大量的廉价原料，烯烃和芳香烃。利用石油和天然气作为合成材料生产原材料的可能性，使石油炼制工业和化学工业对这一领域产生了浓厚的兴趣，并先后互相进入彼此传统的经营领域。
19世纪的化学工业是以煤焦油为原料的，煤焦油是炼焦行业的副产品。进入20世纪，石油炼制行业的快速发展，加上裂解工艺的应用，为化学工业提供了更为广阔的原料来源。第二次世界大战以后，来自石油炼制行业的炼厂气逐渐替代了煤焦油，成为现代化工的主要原料。20世纪20年代中期，美国石油公司普遍意识到以石油为原料生产化工产品的可能性。尽管印第安纳标准石油公司在热裂解的工艺的技术突破中发挥了重要作用，但是第二次世界大战结束之前它对化学工业的兴趣不大（Dedman，1984）。相比之下，新泽西标准石油公司和壳牌积极进军该领域，比其他美国石油公司至少早了二十年。
1917年，卡尔顿·艾里斯（Carleton Ellis）在新泽西标准石油公司贝威（Bayway）炼油厂附近创建了一个小型工厂，利用贝威炼油厂的炼厂气中提取的乙烯和其他烯烃，生产异丙基酒精。1920年，新泽西标准石油公司兼并了这家企业，从此正式进军石油化工行业。贝威炼油厂的酒精生产工厂是世界上第一家石油炼制——化工综合体，它奠定了当代石油化工组织结构的基本模式。
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