燕山石化始建于1967年，成立于1970年。历经筹建初创、发展壮大、完善配套、重组改制、科学发展、提质升级六个发展时期，经过几代建设者的不懈奋斗，燕山石化已发展成为具有1000万吨/年炼油能力、80万吨/年乙烯生产能力的大型炼化一体化企业，是我国重要的合成橡胶、合成树脂、有机化学品和高品质成品油生产基地。
1967年1月，石油部北京设计院综合设计室完成了北京炼油厂初步设计，并给炼油厂取名为东方红炼油厂。
同月，石油部以(67)油计展孙字第9号文报告国家计划委员会。1967年2月14日，国家计委复函，批准石油工业部在北京地区建设北京炼油厂，建设规模年加工原油250万吨，列入1967年国家计划。
1969年8月8日，东方红炼油厂原油储运站全部建成投用，当日“毛泽东号”机车运进第一列大庆原油。
1969年10月1日，展现“东炼”建成投产的大型彩车在天安门广场接受毛主席及其他中央领导的检阅。
1970年7月20日， 经国务院批准，北京石油化工总厂成立，统一领导石油化工区的生产企业、建设单位和科研设计机构。
1971年4月，胜利化工厂设计能力1.5万吨 / 年的顺丁橡胶装置建成投产。
1972年1月，曙光化工厂设计能力7600吨 / 年的烷基苯装置建成投产。
1972年9月, 东方红炼油厂二期工程7套生产装置全部建成投产。图为二期工程装置全景。
1973年8月，向阳化工厂设计能力5000吨 / 年的聚丙烯装置建成投产。
1973年8月29日，北京石油化工总厂召开 30 万吨乙烯工程破土动工大会。
1973年12月，东风化工厂设计能力1.5万吨/年的合成氨装置建成投产。
1976年5月，30万吨 / 年乙烯装置建成投产。
1978年3月，对二甲苯装置开工建设，1980年11月一次开车成功。
1979年9月，精对苯二甲酸装置开工建设，1982年9月正式投产。
1983年7月12日，中国石化总公司正式成立。1984年1月1日，燕山石油化学总公司更名为中国石油化工总公司北京燕山石油化工公司。
1984年4月，苯酚丙酮装置动工兴建，1986年7月建成，10月投产。
1984年4月，间甲酚装置破土动工，1986 年建成试车。
1987年3月，苯乙烯装置破土动工，1988年12月生产出合格产品。
1988年5月，聚苯乙烯装置破土动工，1989年12月生产出合格产品。
1994年7月19日，燕山石化召开乙烯改扩建工程决战动员大会。
经过两轮改扩建，燕山石化乙烯装置设计能力达到71万吨 / 年。
1997年，燕山石化首批无铅清洁型汽油出厂。
2003年7月，首次运来2750吨俄罗斯原油，打通了陆上外油进厂的渠道。
2004年7月，建成投产的东区污水回用装置是我国最早将“超滤 + 反渗透”双膜工艺用于化工污水深度处理的回用装置。
2007年，建成我国第一家生产欧Ⅳ标准成品油的千万吨级炼油基地，兑现了中国政府向国际奥委会的郑重承诺。
新建120 万吨 / 年汽油吸附脱硫装置投产后，大幅降低汽油中的硫含量，确保汽车排放尾气符合欧Ⅳ标准。
2008年1月28日，燕山石化提供聚丙烯专用料生产的奥运座椅在“鸟巢”安装完毕，质量达到国际水平。
2008年，建成集排涝防洪、雨水收集、污水回用、生态景观与突发事件防控于一体的“两湖一河”区域水循环系统。
2016年12月25日 ,首批京标六汽油供应北京市场。
2020年1月2日，中国石化与2022年北京冬奥会官方战略合作项目——燕山石化北京冬奥会氢气新能源保供项目建成中交。
2020年，采用全脱碳工艺的乙二醇装置节能改造项目一次开车成功。
2020年，燕山石化首次实现氢调法聚丙烯熔喷专用料的工业化生产。
2021年，燕山石化开创北京市和中国石化氢燃料重卡示范应用先例，同时成为国内最大的氢能叉车一次性应用示范场景、氢气质量在线分析实现国内领先，加速氢能技术合作开发应用，建成中国石化系统内首套30标准立方米/小时PEM制氢中试装置，致力攻关绿色核心技术。
2022年北京冬奥会首次使用氢能作为火炬燃料，由中国石化燕山石化提供的氢气。
截至2023年底，燕山石化累计加工原油3.799亿吨，生产乙烯2637.67万吨，实现销售收入15637.89亿元，上缴利税1907.77亿元。
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