A、炼石油的过程中是利用了石油中各成分沸点的不同，分离过程中没有新物质生成，属于物理变化．

B、如图净化水的过程中只是将不溶于水的杂质、一些可溶性的杂质与水分离，没有新物质生成，属于物理变化．

C、蒸发食盐水的过程中只是将食盐水中的氯化钠和水分离，没有新物质生成，属于物理变化．

D、铁丝在氧气中燃烧的过程中有新物质四氧化三铁生成，属于化学变化．

故选D．