JXエネルギー水島製油所（ジェイエックスエネルギーみずしませいゆしょ）は、岡山県倉敷市にあるJXエネルギーの製油所である。水島臨海工業地帯に位置し、三菱化学水島事業所や水島港を挟んで対岸にある旭化成水島製造所などと水島コンビナートを形成している。JXエネルギーの西日本の拠点で、各種燃料油などの石油製品や石油化学製品を生産している。また、構内には住友商事・JXエネルギー合弁のペトロコークスジャパン水島工場があり、製油所で生産された重油をもとに石油コークスを生産している。製品は西日本一円に出荷されるほか、コンビナートを形成する周囲の工場群にも供給される。2010年7月1日、JXホールディングス傘下である新日本石油精製・新日本石油・ジャパンエナジーの3社が合併・事業統合したJX日鉱日石エネルギーの発足に伴い、同じ水島臨海工業地帯にあったジャパンエナジー水島製油所と新日本石油精製水島製油所とが「JX日鉱日石エネルギー水島製油所」となった。括弧内は1日あたりの処理能力（2007年4月1日現在）。B工場A工場B工場A工場日本海側の船川製油所に続く日本鉱業2番目の製油所として建設された。1970年（昭和45年）の増設工事完了時は、日本国内で第二位の規模を有す製油所であった。

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