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L'industria chimica è il settore industriale che si basa sulla trasformazione di materie prime (tra cui petrolio, gas naturale, aria, acqua, metalli e minerali) per l'ottenimento di prodotti aventi proprietà-chimico fisiche differenti rispetto alle materie prime di partenza (tra cui: cosmetici, farmaci, vernici, materiali sintetici, carburanti, additivi, coloranti alimentari, ecc.).

La storia dell'industria chimica, in ogni sua fase, dimostra la complessità dell'interazione fra conoscenza e produzione materiale.I risultati ottenuti dal chimico nell'attività sperimentale, o nella riflessione teorica, richiesero (e richiedono) un'intricata, spesso imprevedibile, mediazione fra il bancone di laboratorio e la realtà industriale. L'industria chimica inizialmente si è appoggiata alle conoscenze che erano proprie del chimico di laboratorio, ma la successiva industrializzazione dei processi chimici più disparati, mossa dalle continue esigenze del mercato, che richiedevano un quantitativo sempre maggiore di prodotti, ha fatto sì che la figura del chimico si sia successivamente affiancata a quella dell'ingegnere, dell'agronomo, del medico, con un campo di intervento sterminato, che nel corso di due secoli è giunto a pervadere interamente la civiltà industriale, sia negli aspetti produttivi, sia in quelli del vivere quotidiano. La chimica è per definizione la scienza della trasformazione delle sostanze. La flessibilità dell'industria chimica, pur mantenendo il limite costante della mole degli investimenti immobilizzata negli impianti, è andata crescendo con lo sviluppo stesso delle conoscenze, e si è pienamente dispiegata durante i conflitti economici e militari del XX secolo. La storia del rapporto fra scienza, chimica, e industria, dimostra che è possibile ottenere i prodotti più disparati a partire da una certa base di materie prime, e che al tempo stesso è possibile giungere agli stessi prodotti utilizzando differenti materie prime; bisogna quindi operare delle scelte sulla tipologia del processo industriale da seguire per ottenere un determinato prodotto, ponderate sulla base di vari fattori, tra cui il fattore economico, il fattore della sicurezza, e il fattore ambientale. Inoltre, l'industria chimica può fornire ad altri settori produttivi, o al consumatore finale, prodotti intrinsecamente "diversi", capaci però di svolgere lo stesso "ruolo" chimico (solventi, detergenti), meccanico (leghe, fibre, colle), energetico (combustibili), estetico (coloranti, cosmetici) o fisiologico (medicinali). La crescente pervasività dei prodotti chimici nella civiltà industriale ha differenziato la produzione in numerosi settori, caratterizzati da una propria "storia", con stadi di sviluppo e di maturità distanziati nel tempo. Si possono tracciare alcune linee distintive nella storia dell'industria chimica: la grande industria chimica inorganica, nata dalla rivoluzione industriale; l'industria chimica organica dei prodotti "fini" (fine chemicals), fiorita fra la metà dell'Ottocento e la metà del Novecento; il rinnovamento delle tecnologie di sintesi, con la ricerca di condizioni di reazione estreme (nei primi decenni del XX secolo); l'affermarsi dell'industria organica pesante dei nostri giorni; il moderno affermarsi di tecniche sintetiche legate alle biotecnologie.

La chimica verde (o sostenibile) in ecologia è una concezione della chimica che si propone di indirizzare su percorsi di sostenibilità l'approccio all'industria chimica, prevenendo eventuali problemi. Lo sviluppo sostenibile, chiave di volta del progresso tecnologico nel nuovo secolo, impone infatti alle scienze chimiche di giocare un ruolo primario nella riconversione di vecchie tecnologie in nuovi processi puliti e nella progettazione di nuovi prodotti e nuovi processi eco-compatibili. La consapevolezza del fatto che l'inquinamento non conosce confini nazionali, particolarmente quello dell'aria e dell'acqua, richiede sempre più l'adozione di politiche di controllo internazionalmente accettate. Le grandi agenzie ambientali governative, la grande industria ed il mondo della chimica in generale, stanno elaborando ed assumendo un codice di comportamento che individua strategie precise per prevenire l'inquinamento. Inoltre, dato che le scorte di combustibili fossili non sono eterne, un altro aspetto della Chimica verde è quello di cercare di ridurre il più possibile i consumi, gli sprechi energetici nell'eseguire i processi industriali, e di utilizzare fonti energetiche rinnovabili per il funzionamento degli impianti industriali. La moderna chimica di sintesi dipende ancora per gran parte dalla petrolchimica, che utilizza come materie prime i prodotti derivanti dal petrolio, in via di esaurimento; ne deriva un'attenzione particolare da parte delle nuove ricerche chimiche nel cercare di produrre materie plastiche e prodotti chimici ricavati da fonti biologiche e rinnovabili.

Il termine industria (dal latino industria (-ae), a sua volta di etimologia incerta, che significa "operosità" e "attività") viene utilizzato in senso lato per indicare qualsiasi attività umana che viene svolta allo scopo di generare beni o servizi..

L'industria petrolchimica è quel sottosettore dell'industria che si occupa essenzialmente della produzione di prodotti semilavorati impiegando come materia prima gas naturale o frazioni idrocarburiche provenienti dalla distillazione del petrolio. Caratterizzata da grandi capacità produttive e basso valore aggiunto per unità di prodotto, condizioni favorevoli all'applicazione delle economie di scala, gli impianti petrolchimici si distinguono quindi per le grandi dimensioni il cui limite superiore è dettato essenzialmente dalle tecnologie cantieristiche disponibili e dall'operabilità. I prodotti si definiscono intermedi, in quanto non raggiungono il mercato degli utenti finali o consumatori, ma sono impiegati come prodotto di partenza per la sintesi di altre molecole.

La chimica (da kemà, il libro dei segreti dell'arte egizia, da cui l'arabo "al-kimiaa" "الكيمياء") è la scienza che studia la composizione della materia ed il suo comportamento in base a tale composizione, definita anche come "la scienza centrale" (in inglese "central science") perché connette le altre scienze naturali, come l'astronomia, la fisica, le scienze dei materiali, la biologia e la geologia.