Minyak bumi
Minyak bumi sebagian besar digunakan untuk memproduksi bensin dan minyak bakar, keduanya merupakan sumber ""energi primer"" utama. 84% dari volume hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi diubah menjadi bahan bakar, yang di dalamnya termasuk dengan bensin, diesel, bahan bakar jet, dan elpiji. Minyak bumi yang tingkatannya lebih ringan akan menghasilkan minyak dengan kualitas terbaik,
tetapi karena cadangan minyak ringan dan menengah semakin hari semakin sedikit, maka tempat-tempat pengolahan minyak sekarang ini semakin meningkatkan pemrosesan minyak berat dan bitumen, diikuti dengan metode yang makin kompleks dan mahal untuk memproduksi minyak. Karena minyak bumi tyang tingkatannya berat mengandung karbon terlalu banyak dan hidrogen terlalu sedikit, maka proses yang biasanya dipakai adalah mengurangi
karbon atau menambahkan hidrogen ke dalam molekulnya. Untuk mengubah molekul yang panjang dan kompleks menjadi molekul yang lebih kecil dan sederhana, digunakan proses fluid catalytic cracking.
Karena mempunyai kepadatan energi yang tinggi, pengangkutan yang mudah, dan cadangan yang banyak, minyak bumi telah menjadi sumber energi paling utama di dunia sejak pertengahan tahun 1950-an. Minyak bumi juga digunakan sebagai bahan mentah dari banyak produk-produk kimia, farmasi, pelarut, pupuk, pestisida, dan plastik; dan sisa 16% lainnya yang tidak digunakan untuk produksi energi diubah menjadi material lainnya.
Cadangan minyak yang diketahui saat ini berkisar 190 km (1.2 triliun barrel) tanpa pasir minyak, atau 595 km (3.74 triliun barrel) jika pasir minyak ikut dihitung. Konsumsi minyak bumi saat ini berkisar 84 juta barrel (13.410 m) per harinya, atau 4.9 km per tahunnya. Dengan cadangan minyak yang ada sekarang, minyak bumi masih bisa dipakai sampai 120 tahun lagi, jika konsumsi dunia diasumsikan tidak bertambah.
Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak adalah zat abiotik, yang berarti zat ini tidak berasal dari fosil tetapi berasal dari zat anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut Bumi. Namun, pandangan ini diragukan dalam lingkungan ilmiah.
Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai macam hidrokarbon, jenis molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus maupun bercabang), sikloalkana, hidrokarbon aromatik, atau senyawa kompleks seperti aspaltena. Setiap minyak bumi mempunyai keunikan molekulnya masing-masing, yang diketahui dari bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.
"Alkana", juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon tersaturasi dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen dengan rumus umum CH. Pada umumnya minyak bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per molekulnya, meskipun molekul dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih banyak juga mungkin ada di dalam campuran tersebut.
Alkana dari pentana (CH) sampai oktana (CH) akan disuling menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (CH) sampai heksadekana (CH) akan disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom karbon 16 atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah atom karbon lebih besar lagi, misalnya parafin wax mempunyai 25 atom karbon, dan
aspal mempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (CH), digunakan sebagai bahan campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang lain
adalah sebagai pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (CH) dapat dicairkan dibawah tekanan sedang, dan digunakan masyarakat sebagai bahan bakar transportasi maupun memasak.
"Sikloalkana", juga dikenal dengan nama "naptena", adalah hidrokarbon tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya, dengan rumus umum CH. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana tetapi memiliki titik didih yang lebih tinggi.
"Hidrokarbon aromatik" adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin benzena, dimana atom hidrogen akan berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum CH. Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan menimbulkan asap hitam pekat. Beberapa bersifat karsinogenik.
Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan dengan distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk menghasilkan bensin, bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya. Contohnya adalah 2.2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai campuran utama dalam bensin, mempunyai rumus kimia CH dan bereaksi dengan oksigen secara eksotermik:
Jumlah dari masing-masing molekul pada minyak bumi dapat diteliti di laboratorium. Molekul-molekul ini biasanya akan diekstrak di sebuah pelarut, kemudian akan dipisahkan di kromatografi gas, dan kemudian bisa dideteksi dengan detektor yang cocok.
Pembakaran yang tidak sempurna dari minyak bumi atau produk hasil olahannya akan menyebabkan produk sampingan yang beracun. Misalnya, terlalu sedikit oksigen yang bercampur maka akan menghasilkan karbon monoksida. Karena suhu dan tekanan yang tinggi di dalam mesin kendaraan, maka gas buang yang dihasilkan oleh mesin biasanya juga mengandung molekul nitrogen oksida yang dapat menimbulkan asbut.
Satuan K adalah BTU hrft, t diukur dalam °F dan d adalah gravitasi khusus pada suhu 60 °F (16 °C).
Industri minyak bumi pada umumnya mengklasifikasi minyak mentah berdasarkan lokasi geografis dimana minyak tersebut diproduksi (misalnya West Texas Intermediate, Brent Blend, atau Dubai crude), Gravitasi API (sebuah ukuran pada industri minyak mentah untuk mengklasifikasi minyak berdasarkan massa jenisnya, dan kandungan sulfurnya. Minyak bumi digolongkan "ringan" apabila massa jenisnya kecil dan "berat" apabila massa
jenisnya besar. Minyak bumi juga digolongkan "manis" apabila kandungan sulfurnya sedikit dan digolongkan "asam" apabila kandunga sulfurnya tinggi.
Lokasi geografis merupakan seseatu hal yang penting karena akan mempengaruhi ongkos transportasi menuju tempat pengilangan. Minyak mentah "ringan" lebih disukai daripada yang "berat" karena menghasilkan bensin lebih banyak, sedangkan minyak mentah "manis" juga lebih disukai daripada yang "asam" karena ongkos pengilangan minyak "asam" lebih besar (karena kadar sulfur yang tinggi)
dan minyak "manis" lebih ramah lingkungan. Setiap minyak mentah mempunyai karakteristik molekulnya sendiri yang dapat dianalisis menggunakan analisis uji minyak mentah di laboratorium.
Struktur kimia dari minyak bumi sangat heterogen, terdiri dari banyak rantai hidrokarbon dengan panjang yang berbeda-beda. Maka dari itu, minyak bumi dibawa ke tempat pengilangan minyak sehingga senyawa-senyawa hidrokarbon ini bisa dipisahkan dengan teknik distilasi dan proses kimia lainnya. Hasil penyulingan minyak inilah yang digunakan manusia untuk berbagai macam kebutuhan.
Jenis produk paling umum dari penyulingan minyak bumi adalah bahan bakar. Jenis-jenis bahan bakar itu antara lain (dilihat dari titik didihnya):
Beberapa produk hasil olahan hidrokarbon dapat dicampur dengan senyawa non-hidrokarbon untuk membentuk senyawa lainnya:Di Indonesia, minyak bumi yang diolah banyak digunakan sebagai Bahan bakar minyak atau BBM, yang merupakan salah satu jenis bahan bakar yang digunakan secara luas di era industrialisasi.
Di Indonesia, harga BBM sering mengalami kenaikan disebabkan alasan pemerintah yang ingin mengurangi subsidi. Tujuan dari pengurangan tersebut dikatakan adalah agar dana yang sebelumnya digunakan untuk subsidi dapat dialihkan untuk hal-hal lain seperti pendidikan dan pembangunan infrastruktur. Di sisi lain, kenaikan tersebut sering memicu terjadinya kenaikan pada harga barang-barang lainnya seperti barang konsumen, sembako dan bisa juga tarif listrik sehingga selalu ditentang masyarakat.