จากการลงนามเห็นชอบในการจัดตั้งเขตการค้าเสรีอาเซียน (AFTA) โดยรัฐบาลไทยกับประเทศในกลุ่มอาเซียนอีก 5 ประเทศในเดือนมกราคม 2535 เพื่อส่งเสริมการค้าภายในเขตอาเซียน และดึงดูดการลงทุนจากภูมิภาคอื่น โดยการปรับลดอัตราภาษีศุลกากรภายในกลุ่มลงนั้น ประเทศไทยได้จัดกลุ่มผลิตภัณฑ์ ปิโตรเคมีเป็นกลุ่มสินค้า ที่ต้องลดภาษีเหลือร้อยละ 0-5 ในปี 2543 และ 2546 สำหรับผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีขั้นปลาย และขั้นต้นตา มลำดับ ซึ่งทำให้ความคุ้มครองทางภาษีแก่ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในประเทศ ที่เคยมีอยู่ค่อยๆ หมดไป และผู้ประกอบการต้องเผชิญกับการแข่งขันจากผู้ผลิตในต่างประเทศ ที่มีความพร้อมมากกว่า

จากการปรับลดอัตราภาษีดังกล่าวนี้ บริษัทฯ จึงได้วางแผนเตรียมรับสถานการณ์ โดยได้วางโครงการขยายการลงทุนเข้าสู่ อุตสาหกรรมปิโตรเคมีครบวงจร จากเดิม ที่เป็นผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีขั้นปลาย คือ เม็ดพลาสติกแต่เพี ยงอย่างเดียวจะขยายการดำเนินงานไปสู่การ ผลิตวัตถุดิบอันเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีขั้นต้น และขั้นกลาง อาทิ เอททิลีน โพรพิลีน และสไตรีนขึ้นใช้เอง โดยมีวัตถุประสงค์ในการลดต้นทุนในการผลิต ก่อให้เกิดความประหยัดจากขนาด (Economy of Scale) เพื่อให้บริษัทฯ มีศักยภาพในการแข่งขันกับผู้ผลิตอื่นในต่างประเทศในระบบการค้าเสรีได้

โครงการปิโตรเคมีครบวงจรดังกล่าวนี้ แบ่งออกเป็น 2 โครงการใหญ่ได้แก่

1. โครงการขยายอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ประกอบด้วยหน่วยผลิตหลัก ได้แก่ โรงกลั่น Condensate Splitter โรงงานผลิตน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน และ Lube Waste Treating Unit

2. โครงการขยายอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ปร ะกอบด้วย Naphtha Cracker โรงงานผลิตไตรีนโมโนเมอร์ และโรงงานผลิต LLDPE/HDPE

โครงการขยายทั้งสองส่วนนี้จะใช้เงินลงทุนทั้งสิ้นประมาณ 40,000 ล้าน บาท แบ่งระยะการดำเนินการออกเป็น 3 ระยะตาม ที่คาดว่า การก่อสร้างจะแล้วเสร็จกล่าวคือ ระยะแรกจะแล้วเสร็จในราวกลางปี 2538 ระยะ ที่ 2 และ 3 จะแล้วเสร็จในปลายปี 2539 และ กลางปี 2540 ตามลำดับ

โครงการขยายอุตสาหกรรมปิโตรเคมี จะมีขั้นตอนการผลิตต่อเนื่องกับโรงกลั่น Condensate Splitter ภายใต้โครงการ ขยายอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ซึ่งกำลังดำเนินการก่อสร้าง จะมีการนำน้ำมันขนาดเบา ที่เรียกว่า Condensate มากลั่นแยกเป็นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และปิโตรเคมีนานาชนิด อาทิ Naphtha ก๊าซ LPG น้ำมันดีเซล และน้ำมันเตา Naphtha บางส่วนจะถูกส่งมายัง Naphtha Cracker เพื่อผ่านขั้นตอนการผลิตเป็นเอททิลีน และโพรพิลีน โดยแอททิลีนจะถูกป้อนเข้าสู่โรงงานผลิต PE และ PP ท ั้ง ที่กำลังดำเนินการ และทั้งในส่วน ที่จะขยายกำลังผลิตเพิ่มเติม

นอกจากวัตถุดิบทางปิโตรเคมี ซึ่งผลิตได้จากโครงการขยายดังกล่าวแล้ว บริษัทฯ จะได้ผลิตภัณฑ์น้ำมัน อาทิ น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล และน้ำมันเ ตาด้วยส่วนหนึ่ง บริษัทฯ จึงได้จัดตั้งบริษัทน้ำมันทีพีไอ จำกัด ขึ้น เพื่อรับผิดชอบการจัดจำหน่าย การตลาด ตลอดจนการลำเลียงขนส่งผลิตภัณฑ์น้ำมัน ทั้งหมดของกลุ่มทีพีไอ โดยในปัจจุบัน บริษัทน้ำมันทีพีไอกำลังดำเนินการ ก่อสร้างคลังน้ำมันขึ้น เพื่อรองรับการจัดเก็บน้ำมันให้เพียงพอ และทันต่อการลำเลียงขนส่งสู่ผู้ใช้ นอกจากนั้น ยังได้ร่วมทุนกับผู้ประกอบการรายย่อยในการเปิดสถานีบริการน้ำมันทีพีไอขึ้นทั่วประเทศ โดยมีเป้าหมายจะเปิดดำเนิน การประมาณ 50 สถานีในปีแรก และเพิ่มขึ้นปีละ 100 สถานีในปีถัดๆ ไป

เมื่อโครงการขยายการลงทุนดังกล่าวนี้แล้วเสร็จสมบูรณ์ในกลางปี 2540 ทีพีไอจะเป็นผู้ดำเนินอุตสาหกรร มปิโตรเคมีครบวงจรเป็นรายแรกในประเทศไทย ขบวนการผลิตครบวงจรดังกล่าวจะส่งผลให้บริษัทมีต้นทุนในการผลิต ที่ต่ำ มีการประหยัดจากขนาด สามารถแข่งขันกับผู้ผลิตในต่างประเทศได้ อีกทั้งจะช่วยส่งเสริมกลุ่มทีพี ไอให้คงรักษาความเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในประเทศ และในเขตภูมิภาคนี้อีกด้วย