Отрасль все больше внимания уделяет вопросам экологии. Так как большая часть загрязнения воздуха приходится на выхлопные газы автомобилей, разрабатываются новые экологические стандарты. Страна нуждается в современном бензине и дизтопливе. Растут требования и к самому производству.

В 2010 году основным акционером МНПЗ стала компания «Газпром нефть». Именно в этот период Московский НПЗ начинает самую масштабную в истории завода модернизацию, рассчитанную на три этапа. Ее цель — достичь лучших мировых стандартов производства и экологической безопасности. Завод отказывается от устаревших комплексов, обновляет существующие мощности и строит новые современные технологические объекты, внедряет системы мониторинга и очистки. На МНПЗ реализуется множество проектов, которые становятся не только решением ключевых экологических проблем, но и примером для отрасли.

В числе крупных экологических проектов первого этапа программы развития важно отметить модернизацию установки по производству битума. Специалисты повысили производительность, надежность и эффективность объекта. Битумная установка Московского НПЗ является одной из самых высокотехнологичных и крупнейших в Европе по объемам выпускаемой продукции. Разработана и внедрена собственная технология производства полимерно-битумных вяжущих. Продукт дополнительно повышает долговечность дорог, их устойчивость к деформациям и образованию трещин. Технология герметичного налива исключает риск попадания нефтепродуктов в атмосферу. В результате проведенных работ малая битумная установка прошлого экологического поколения демонтирована.

Еще один крупный проект завода — установка по производству серы. В результате реконструкции объекта проведена максимальная герметизация оборудования, полностью автоматизирован технологический процесс, что, в свою очередь, позволило сделать производство экологичным — без пыли и запахов. Освоен выпуск гранулированной серы, которая применяется в качестве сырья для удобрений и в химической промышленности.

МНПЗ первым из нефтеперерабатывающих заводов России завершил ликвидацию всех исторически накопленных нефтесодержащих отходов. В результате выполненных работ по демонтажу старых очистных сооружений высвобождено 15 га площадей, на которых были расположены 22 открытые технологические емкости, предназначенные для отстаивания сточных вод. Позже на этой территории будет разбит парк «85-летия МНПЗ», где высадят более 200 деревьев и 3000 кустарников.

Завод приступил к модернизации системы водоочистки. На первом этапе были построены закрытые механические очистные сооружения, позволившие повысить степень очистки сточных вод до 95%. Сооружена установка очистки сернисто-щелочных стоков.

Построена газофракционирующая установка, благодаря которой ассортимент продукции предприятия пополнился пропановым и бутановым газами, использующимися для коммунальных нужд.

Переход МНПЗ на производство современного экологичного топлива «Евро-5» стал важным фактором в улучшении состояния атмосферного воздуха.

Выпуск дизельного топлива стандарта «Евро-5» начался после завершения на МНПЗ реконструкции установки гидроочистки. В ходе работ оборудование установки обновилось более чем на 70%, что позволило увеличить межремонтный период до четырех лет.

Для перехода на новый экологический стандарт была построена установка гидроочистки бензина каталитического крекинга (ГОБКК). Она предназначена для выпуска бензина со сверхнизким содержанием серы. Производимое установкой топливо соответствует стандарту «Евро-5», содержание серы в нем снижено в 15 раз по сравнению с бензином экологического класса 3.

Установка изомеризации легкой нафты позволяет выпускать высокооктановый компонент бензинов с нулевым содержанием серы, ароматических и непредельных углеводородов. За счет внедрения установки в технологическую схему МНПЗ увеличилась глубина переработки нефти и объемы выпуска бензина экологического класса 5.

Ввод в эксплуатацию установки ГОБКК и установки изомеризации стал завершающим шагом в реализации первого этапа модернизации МНПЗ, направленного на повышение качества продукции.

На втором этапе модернизации (2016−2020) завод ставил перед собой не менее амбициозные цели. В рамках работ Московский НПЗ должен был дополнительно на 50% сократить воздействие на окружающую среду.

Была модернизирована система отгрузки топлива, начал работу автоматизированный терминал отгрузки топлива в автотранспорт, закончилась реконструкция газораспределительной станции.

В 2017 году МНПЗ завершил строительство самых современных биологических очистных сооружений «Биосфера». Уникальная технологическая система, разработанная отечественными инженерами, стала финальным аккордом в формировании водоочистного комплекса завода и повысила эффективность очистки сточных вод до 99,9%. Предприятие в три раза сократило забор речной воды, 80% очищенных стоков возвращается обратно в производство.

В год запуска «Биосфера» вошла в число победителей ежегодной премии Ecoworld-2017, в 2018 году установка стала одним из финалистов международной энергетической премии Platts Global Energy Awards, заслужила сертификат российской общественной организации «Зеленый патруль» и вошла в число лауреатов независимой премии Eco Best Award. В 2020 году «Биосфера» получила награду Правительства Москвы в области охраны окружающей среды.