О том, как получить из нефти не только керосин, но и много чего еще полезного «для народного хозяйства» и свести к минимуму остатки нефтепереработки, Шухов задумался еще в Баку. И здесь он уже выступает не только в качестве инженера, но и как химик. Уровень нефтепереработки на Апшероне был довольно примитивен, мало изменившись с начала 1860-х годов, когда туда приезжал Менделеев налаживать добычу керосина. Тогда даже мазут нередко считался отходом производства. Для перегонки нефти использовались огромные железные кубы, объемом уже не два десятка пудов, а тысячи. То есть та же схема, что использовали крепостные Дубинины, только в увеличенном масштабе. Куб разогревали до соответствующей температуры теми же побочными остатками нефти. По окончании нефтеперегонки необходимо было дождаться, пока куб охладится — наполнять его очередной партией нефти было опасно и чревато воспламенением. Таким образом, на весь цикл нефтеперегонки уходило не менее суток, а куб простаивал то время, когда ему надо было остыть, что обнаруживало неэффективность давно устаревшего процесса.
Важнейшей вехой в совершенствовании процесса нефтеперегонки стало строительство химического завода в ближайших окрестностях Москвы, в частности в Кускове, непосредственным хозяином Шухова — Александром Бари, решившим по примеру Нобелей заняться извлечением из «черного золота» — золота настоящего, переведенного в звонкую монету. 13 сентября 1880 года «гражданин Северо-Американских Соединенных штатов» Бари подал прошение в канцелярию генерал-губернатора князя Владимира Долгорукова «О разрешении устройства и открытия нефтяного завода в Московском уезде». Прошение подписали компаньоны Бари — отставной инженер-полковник Николай Сытенко и титулярный советник Николай Рубинский. Разрешение было получено 11 марта 1881 года, под завод для выделки минеральных масел отводилось 2070 квадратных сажен земли «в Московском уезде, близ станции ж. д. Кусково, в даче, под названием 6-й части села Перова». 20 февраля 1881 года создали Товарищество Русско-Американского нефтяного производства, утвердили устав. Руководить сооружением и оборудованием завода поручили Шухову.
Расположение завода было весьма удобно, рядом с Нижегородской железной дорогой, что позволяло привозить сюда на переработку нефть из Бакинской губернии. «Нефть доставляется по реке Волге из Баку в Нижний Новгород, а оттуда цистернами по железной дороге на Кусковскую платформу. Для хранения нефти на дворе завода есть несколько герметичных резервуаров, врытых в землю и вмещающих 5000 ведер нефти каждый. На заводе работает 15 человек»{81}, — рассказывал побывавший на предприятии современник.
Резервуары спроектировал Шухов, на заводе было поставлено восемь нефтеперегонных кубов — масштаб приличный, как и ассортимент — керосин, астролин (обезвоженный керосин), смазочное масло, минеральный деготь. В выписке из протокола правления Товарищества Русско-Американского нефтяного производства за 1883 год читаем: «Бакинская нефть может дать прекрасный безопасный керосин и еще лучшие более безопасные другие осветительные масла, каких американская нефть вовсе не содержит. Во всех странах Западной Европы установлено законом, что керосин должен иметь точку вспышки не ниже 40 градусов Цельсия. Но у нас пока такого закона нет, а заводчики продолжают конкурировать между собой дешевизной керосина за счет его качества. Эту цель поставило себе Товарищество Русско-Американского нефтяного производства, которое в течение двух лет изготавливает безопасный керосин, имеющий точку вспышки 40 градусов по Цельсию. Тогда как керосин, находящийся в продаже, вспыхивает при 12 и 23 градусах, то есть при температуре комнатной и даже ниже ее. Но кроме керосина Товарищество изготавливает особые осветительные материалы еще значительно высшего качества против керосина: астролин (точка вспышки — 50–60 гр. Ц.), бакуоль (точка вспышки — 50–70 гр. Ц.), пиронафт (точка вспышки — 100–130 гр. Ц.). Чем выше точка вспышки, тем масло безопаснее, и безопасность пиронафта такова, что им можно заливать горящие предметы. Чем выше точка вспышки, тем масло менее летуче — имеет меньше запаха. Чем выше точка вспышки, тем масло плотнее, содержит больше углеродных частиц, следовательно, имеет белое пламя, дает больше света. Чем выше точка вспышки, тем масло гуще, расход его более экономичный. Вот преимущества этих масел перед керосином. Недостаток — они неполно сгорают в обыкновенных горелках и требуют особых горелок. В настоящее время Кусковский завод вырабатывает бакуоль — совершенно достаточный для обыкновенного употребления безопасности. Масло это может гореть во всяких горелках».