Minyak Bumi

Minyak Bumi atau sering disebut dengan minyak mentah adalah campuran cair kompleks yanng terjadi secara alami yang sebagian besar mengandung hidrokarbon, tetapi juga mengandung beberapa senyawa oksigen, nitrogen dan belerang. Selain itu, sejumlah kecil senyawa organik yang mengandung sulfur, oksigen, nitrogen, dan logam seperti vanadium, nikel, besi, dan tembaga juga ada. 

Minyak bumi ini terbentuk dengan penguraian molekul besar seperti lemak, minyak dan lilin yang berkontribusi pada pemebntukan kerogen. Proses ini di mulai dari jutaan tahun yang lalu, ketika organisme berlimpah dilautan. Saat biota laut mati, ia akan jatu kedasar laut dan terkubur dalam lapisan tanah liat, lanau, pasir. Peluruhan terjadi secara bertahap akibat pengaruh panas dan tekanan yang menghasilkan terjadinya pembentukan beberapa senyawa.

Karena minyak bumi berbentuk cairan,  maka  ia dapat bermigrasi melalui bumi saat terbentuk. Untuk membentuk minyak dalam jumlah besar yang dapat diperoleh kembali secara ekonomis, diperlukan dua hal: kolam minyak dan perangkap minyak. Kolam minyak, yang merupakan reservoir minyak bawah tanah, secara harfiah dapat berupa kolam atau bisa juga tetesan minyak yang terkumpul di batuan yang sangat berpori seperti batu pasir. Perangkap minyak adalah formasi batuan tidak berpori yang menahan kolam minyak di tempatnya. Tentunya, agar tetap berada di dalam tanah, fluida -- minyak dan gas ikutan -- harus terperangkap, sehingga tidak dapat mengalir ke permukaan bumi. Hidrokarbon terakumulasi dalam batuan reservoir, batupasir berpori atau batu gamping. 

Batuan reservoir harus memiliki penutup dari batuan kedap air yang tidak memungkinkan lewatnya cairan hidrokarbon ke permukaan. Iklim yang panas dan basah mendorong pertumbuhan sejumlah besar organisme. Jika pertumbuhan ini terjadi di laut dangkal, lingkungan yang pada akhirnya mengering dan penguapan air laut meninggalkan endapan garam yang besar. 

Garam merupakan batu penutup yang sangat baik untuk reservoir. Jika kondisi ini diperkuat oleh lipatan geologis yang halus dari batuan bawah permukaan, lipatan batu dapat menghasilkan reservoir yang sangat besar, dengan endapan garam yang kedap air bertindak sebagai penutup. Inilah tepatnya kondisi yang berlaku di Timur Tengah, yang menimbulkan cadangan minyak yang sangat besar yang ditemukan di wilayah dunia itu.

Minyak mentah dari berbagai asal mengandung berbagai jenis senyawa aromatik dalam konsentrasi yang berbeda. Fraksi minyak bumi ringan mengandung mono-aromatik, yang memiliki satu cincin benzena dengan satu atau lebih atom hidrogen yang disubstitusi oleh atom lain atau gugus alkil. Senyawa aromatik yang lebih kompleks terdiri dari sejumlah cincin benzena. Ini dikenal sebagai senyawa aromatik polinuklear. 

Mereka ditemukan dalam pemotongan minyak bumi yang berat, dan keberadaannya tidak diinginkan karena menyebabkan penonaktifan katalis dan deposisi kokas selama pemrosesan, selain menyebabkan masalah lingkungan ketika mereka hadir dalam solar dan bahan bakar minyak. Kandungan sulfur minyak mentah bervariasi dari kurang dari 0,05 hingga lebih dari 10% berat tetapi umumnya berada dalam kisaran 1--4% berat. Minyak mentah dengan belerang kurang dari 1% berat disebut belerang rendah atau manis, dan dengan belerang lebih dari 1% berat disebut belerang tinggi atau asam.  

Minyak mentah mengandung heteroatom sulfur dalam bentuk unsur sulfur S, hidrogen sulfida terlarut H2S, karbonil sulfida COS, bentuk anorganik dan yang paling penting bentuk organik, di mana atom sulfur diposisikan dalam molekul hidrokarbon organik. Senyawa belerang menyebabkan pencemaran lingkungan, menurunkan umur mesin, korosi pipa, mesin dan peralatan, mempengaruhi aditif yang digunakan untuk tujuan meningkatkan angka oktan, mengurangi aktivitas Tetra Ethyl Lead (TEL) yang ditambahkan ke bensin.

Komposisi unsur minyak bumi jauh lebih sedikit variabel daripada batubara: karbon 83-87%, hidrogen 11-16%, oksigen plus nitrogen 0-4%, dan belerang 0-4%. Perhatikan bahwa sebagian besar minyak mentah mengandung lebih banyak hidrogen daripada batubara. Hanya diperlukan pembahasan singkat di sini mengenai distribusi unsur-unsur ini di antara ribuan senyawa yang ditemukan dalam minyak bumi.

Minyak mentah mengandung senyawa nitrogen dalam jumlah yang sangat rendah, kurang dari 1%. Senyawa nitrogen dalam minyak mentah dapat diklasifikasikan sebagai basa atau non basa. Senyawa nitrogen dasar terdiri dari piridin. Sebagian besar nitrogen dalam minyak mentah adalah senyawa nitrogen non-basa, yang umumnya dari jenis pirol. 

Penguraian senyawa nitrogen pada proses perengkahan katalitik dan perengkahan hidro membentuk amonia dan sianida yang dapat menyebabkan korosi. Kurang dari 1% (ditemukan dalam senyawa organik seperti karbon dioksida, fenol, keton, asam karboksilat) terdapat dalam minyak mentah dalam jumlah yang bervariasi. Senyawa logam ada di semua jenis minyak mentah dalam jumlah yang sangat kecil. Konsentrasinya harus dikurangi untuk menghindari masalah operasional dan untuk mencegahnya mengkontaminasi produk.