Наибольшее значение в нефтехимической промышленности имеют четыре углеводорода: этилен, пропилен, бутадиен и бензол. На их основе производят большую часть всех нефтехимических продуктов.

Первое место по масштабам производства и потребления занимает этилен. Основной способ производства этилена — пиролиз углеводородного сырья. Мощность мирового производства этилена в 1980 г. 60 млн. т/год, а в 1995 г. по прогнозам она составит свыше 90 млн. т/год.
В конечной структуре потребления этилена 60—70 % занимают пластмассы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол). Самый крупный потребитель этилена — производство полиэтилена. Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) получают методом радикальной полимеризации при 200—270°С и 100—350 МПа в присутствии инициаторов (кислород, органические пероксиды). Полиэтилен среднего давления получают в присутствии оксидных катализаторов при 130—170 °С и давлении 3,5—4,0 МПа. Для производства полиэтилена низкого давления (высокой плотности) применяют металлорганические катализаторы Циглера при 75—85 °С и давлении 0,2—0,5 МПа.
Значительное количество этилена расходуется на производство этиленоксида. В большинстве развитых стран этиленоксид получают каталитическим окислением этилена. Наиболее распространенный катализатор — серебро на носителе. Основное количество (58 %) этилеиоксида используется в производстве этиленгликоля, применяемого для получения антифризов, полиэфирных волокон и других продуктов. Этиленоксид является также исходным материалом в производстве гликолей большой молекулярной массы, сложных эфиров, этаноламина и поверхностно-активных веществ. Гидратацией этилена получают этиловый спирт, который применяется в производстве бутадиена. Однако этот способ менее экономичен по сравнению с производством бутадиена из бутана и бутилена. Перспективным направлением использования этилового спирта является производство белково-витаминных концентратов (БВК).

Производство пропилена в мире сейчас составляет около 30 млн т/год. Основным способом производства пропилена, как и этилена, является пиролиз.
Основная часть пропилена направляется на производство полипропилена. Другим важнейшим продуктом, получаемым на основе пропилена, является акрилонитрил — мономер для производства синтетических волокон и каучука. Практически единственным методом его получения служит окислительный аммонолиз пропилена.

Пропиленоксид получают хлоргидринным методом.
Широко используется способ сопряженного окисления этилбензола и пропилена. Пропиленокснд применяют в производстве полиуретанов, пропиленглнколя, ПАВ и других областях.

Изопропиловый спирт получают сернокислотной гидратацией пропилена и используют для производства пергидроля, ацетона, вторичных алкилсульфатов, гидротормозной жидкости. Значительное количество пропилена расходуется в производстве бутиловых спиртов, которые используются для получения пластификаторов (дибутилфталат), лаков, красок, растворителей. Масляный альдегид, получаемый из пропилена путем оксосинтеза, является исходным материалом для производства 2-этилгексанола, который в свою очередь используется при получении пластификаторов и синтетических масел.

Алкены С4—С8 получают на пиролизных установках, дегидрированием алканов или выделяют из газов каталитического крекинга. На основе бутенов производят бутадиен, метилэтилкетон и продукты полимеризации и сополимеризации. Из изобутилена получают бутилкаучук, изопрен, метил-трет-бутиловый эфир, полиизобутилен, алкилфенольные присадки и ряд других продуктов. Пентены используют для производства изопрена и амиловых спиртов.

Алкадиены—1,3-бутадиеи и 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен) — важнейшие мономеры для производства различных полимерных материалов, особенно синтетического каучука.
Основные способы производства бутадиена: одно- и двухстадийное. дегидрирование бутана, дегидрирование бутенов, выделение из диролизной фракции С4 и метод Лебедева (на основе этилового спирта). Последний метод устарел, и объем производства по нему сокращается. Наиболее экономичным, по-видимому, является процесс получения бутадиена из пиролизного
сырья.
Фракция С4, образующаяся при пиролизе бензина, имеет следующий массовый состав, %: 1,3-бутадиен — 48; изобутен — 22; 1-бутен—14; 2-бутен—11. Себестоимость бутадиена, выделенного из газов пиролиза, примерно на 40 % ниже себестоимости бутадиена, получаемого двухстадийным каталитическим дегидрированием бутана. В России пиролизный метод пока не получил широкого распространения, так как основное сырье для него составляют легкие углеводороды и количество бутадиена, извлекаемого из продуктов пиролиза, незначительно. С увеличением молекулярной массы исходных углеводородов выход бутадиена возрастает.
В связи с тенденцией к утяжелению сырья пиролиза доля пиролизного бутадиена будет увеличиваться.
Перспективными способами получения бутадиена являются также димеризация этилена, диспропорционирование пропилена (в бутилен и этилен), одностадийное окислительное дегидрирование бутана.

Изопрен получают главным образом двухстадийным дегидрированием изопентана, конденсацией изобутилеиа с формальдегидом (реакция Принса), комплексной переработкой фракции С5 пиролиза, содимеризацией этилена с пропиленом, а также синтезом на основе ацетона и' ацетилена. Высшие алкены (выше С5) являются высокооктановыми компонентами бензина, а также используются в нефтехимическом синтезе — для алкилирования бензола с целью получения моющих веществ, в качестве сырья для оксосинтеза и других целей.