В 1875 году в Нижнем Новгороде Виктор Рагозин построил опытный завод, где окончательно отработал технологию получения смазочных масел (названных им «олеонафты») из мазута с помощью перегретого пара. Эту технологию он применил на масляном заводе в Балахне под Нижним Новгородом. Новые смазочные материалы из Балахны быстро получили широкое признание у российского потребителя, а весной 1878 года их ждал невероятный успех на Всемирной выставке в Париже.
Весной 1879 года началось строительство нового завода вблизи села Константиново в Ярославской губернии. Он был рассчитан на ежегодную переработку 20 тысяч тонн нефтяных остатков – мазута и бензина. Его продукция отличалась высоким качеством, вывозилась за границу и успешно вытесняла с рынков стран Европы американские нефтепродукты. «Русские масла» в те времена слыли лучшими в мире.
В 1881 году там же было создано высокопроизводительное пиролизное производство. К началу 80-х годов XIX века в России насчитывалось уже 19 заводов, перерабатывающих бакинский мазут в смазочные масла.
Аппарат для непрерывной перегонки нефти в 1873 году разработал бакинский нефтепромышленник А. А. Тавризов, а десять лет спустя непрерывная перегонка нефти была осуществлена в Баку на заводе братьев Нобель.
Тавризов назвал своё изобретение «дистилляционный и ректификационный аппарат». Однако он, по существу прототип нефтеперегонной колонны тарельчатого типа, не был оценён современниками. Более успешную попытку в создании куба непрерывного действия предпринял в 1882–1883 годах Дмитрий Менделеев на Кусковском заводе «Товарищества Русско-американского нефтяного производства» под Москвой. Именно этот аппарат стал основой для дальнейшего развития непрерывного процесса нефтепереработки.
Долгое время проблемой оставалось сжигание нефтяных остатков. Например, в Баку для промышленных топок использовались брикеты из сухого навоза, пропитанного нефтяными остатками или густой нефтью.
В 1866 году русский инженер А. Шпаковский изобрёл «пульверизатор», при помощи которого жидкое топливо распылялось воздухом. Эта идея нашла широкое распространение как в России, так и за границей. Впоследствии вместо воздуха стали применять водяной пар, и появилось множество известных и сейчас форсунок для сжигания жидкого топлива как в стационарных установках, так и на пароходах и паровозах. Тяжёлые остатки нефти, такие как мазут, стали очень важным продуктом переработки нефти, и спрос на них резко увеличился.
Большое скопление нефтяных остатков в Баку и их дешевизна направили поиск учёных и инженеров на разработку и других методов их утилизации. Перспективной оказалась их переработка в светильный газ путём термического разложения. Большую роль в развитии метода сыграли работы русского учёного А. А. Летнего по глубокому термическому разложению нефти и мазута, которые он выполнил в 1870-х годах. В Казани и Киеве были построены первые в мире газовые заводы, которые работали на нефтяных остатках. Казанский завод питал нефтяным газом около тысячи больших уличных фонарей.
В конце XIX века нашлось применение и ещё одному очень важному продукту, который получается из нефти, – бензину.
В 1880-х годах русский моряк О. С. Костович изобрёл первый в мире бензиновый карбюраторный двигатель. Этот двигатель, предназначавшийся для дирижаблей, хранится ныне в Музее авиации и космонавтики имени М. Фрунзе. В 1885 году Г. Даймлер в Германии применил бензиновый двигатель для мотоцикла, а позже К. Бенц – для трёхколёсной тележки.
Встала задача – каким образом можно получать из нефти больше бензина. Ещё в 1866 году англичанин Дж. Юнг запатентовал способ разложения нефти при нагревании под давлением. Этот способ, впоследствии названный крекингом, позволил получать бензин и керосин из тяжёлых углеводородов.
В 1891 году В. Шухов и С. Гаврилов предложили установку для непрерывного термического крекинга под давлением, идея которой до настоящего времени является основой всех современных установок подобного рода.