Miljövakten sa att den fick ett stort antal klagomål på sin föroreningsjour efter ett fel orsakade högtrycksånga ventilering.
Ljudet stannade när felet, som tog flera timmar att undersöka, var fast cirka 23.00.
Sepa sa att deras inspektörer skulle följa upp incidenten med Ineos.
Scott Cumming, 42 år, som bor i Linlithgow, omkring sju kilometer från platsen, sade: " Det var ungefär som ljudet från ett flygplan som landade eller lyfte.
"Det pågick bokstavligen i timmar. Jag skrev ett mail till Ineos och frågade om de kunde ge en förklaring men jag har inte fått något svar från dem."
Ett inlägg på Sepa Facebook-sidan löd: "Vi är medvetna om ett mycket högt ljud i Grangemouth i går kväll, vilket orsakade betydande störningar och offentliga klagomål i det större området.
"Detta orsakades av högtrycksånga från Ineos kraftstation i Grangemouth, på grund av ett fel.
"Det tog ett antal timmar att undersöka och korrigera. Bullret upphörde när det korrigerades kl. 23.00.
"Vi kommer att följa upp incidenten med Ineos."
Buller från Ineos petrokemiska anläggning i Grangemouth orsakade "betydande störningar" för allmänheten på tisdag kväll, enligt Sepa.