煉製研究所在日治時代就存在，奠基在昭和13年(1938年)，原屬於台灣拓殖株式會社嘉義化學工廠，二戰後歷經「嘉義丁醇廠」、「嘉義溶劑廠」、「研究及訓練中心」、「煉製研究中心」到民國78年才改稱為「煉製研究所」。
本所隨著時代的變遷而進步發展，在日治時代使用醱酵法製造丁醇、丙酮和乙醇等溶劑，由於原料是使用蕃薯、樹薯和糖蜜等植物，來源的不穩定造成產量無法擴增。
在二戰時期溶劑廠由於生產的溶劑可當燃料，遭盟軍鎖定為轟炸目標，幾乎夷為平地，二戰後政府諭令由中油公司接手進行重建，由於公司內部人才濟濟，所有設計和建廠完全由前輩獨力完成，未假手外國技師，中油公司接手後逐漸將醱酵法製溶劑改變為煉油生產石化產品，從重組工場產製的重組油經過溶劑萃取BTX後分離成苯、甲苯、二甲苯，萃餘油在經過處理後產製脂肪族正烷烴等溶劑。
煉製研究中心為進行實驗測試也建立了各類型試驗工場，像是醋酸乙烯、石油醋酸、鍋爐、甲酚、脂溶、丙酮等試驗工場進行各種測試，也進行各種菌種測試，其中一項令人自豪的是冰醋酸的研究，以乙醇沉浸醱酵製造醋酸方法獲中央標準局12年專利，為世界上首先開工之工場，本廠製造冰醋酸的方法在國際上頗為聞名，連國外廠家也來台取經，當時經濟部楊繼增部長亦親自前來視查，民國49年後產能不敷國內需求，維持10年榮景，每年900噸供不應求，後因石化技術革新，醱酵法已不敵外國合成法製造品。
煉製研究所目前專利大約二百多件，在石化高值化方面，包括新型材料精碳材料、可紡式瀝青的開發、導電均勻粒子、高能燃料及DCPD回收及提純。油品品質、廢水及廢鹼我們也有相當多的專利。天然氣方面：本所建立大氣體流量計TAF認證實驗室，也建立長途管線監測設備。自行開發：開發各種觸媒和添加劑的實驗室及線上評估方法及應用。在潤滑油方面：自行研發適合各種車廠車輛的潤滑油配方。環保技術方面：VOC回收處理、檢測和健康風險評估以及土壤與地下水污染整治。生技中心也開發各種保健食品、飲料、清潔用品及化妝品。技術服務方面：各種節能減碳、製程改善、設備安全評估及新製程開發等都是服務現場的項目。
