Minyak bumi, atau minyak mentah, adalah cairan kental berwarna cokelat hingga hitam yang ditemukan di lapisan kerak bumi. Secara fundamental, minyak bumi adalah campuran kompleks dari senyawa hidrokarbon. Hidrokarbon sendiri adalah senyawa organik yang hanya terdiri dari atom hidrogen (H) dan karbon (C). Namun, perbandingan dan struktur atom-atom inilah yang menentukan kualitas serta kegunaan minyak bumi.
Komposisi hidrokarbon dalam minyak mentah sangat bervariasi tergantung dari lokasi sumbernya. Umumnya, minyak bumi mengandung sekitar 83% hingga 87% karbon dan 11% hingga 14% hidrogen. Variasi kecil dalam persentase ini sangat signifikan dalam menentukan apakah minyak tersebut tergolong ringan (seperti bensin) atau berat (seperti aspal).
Secara umum, hidrokarbon dalam minyak bumi dibagi menjadi empat kelompok utama berdasarkan struktur molekulnya: alkana, sikloalkana, aromatik, dan aspalten/resin. Setiap kelompok ini memiliki sifat fisik dan kimia yang berbeda, yang kemudian memengaruhi proses penyulingan (refining) di kilang minyak.
Alkana adalah hidrokarbon rantai lurus atau bercabang dengan ikatan tunggal antar atom karbon. Ini adalah komponen paling ringan dan paling mudah menguap dalam minyak bumi. Fraksi ringan seperti gas alam (metana, etana) dan bensin sebagian besar terdiri dari alkana dengan rantai pendek hingga sedang (C1 hingga C15). Alkana memiliki sifat yang relatif stabil dan menghasilkan energi pembakaran yang bersih dibandingkan senyawa lainnya.
Sikloalkana memiliki struktur cincin, di mana atom karbon terikat membentuk siklus tertutup. Meskipun memiliki rumus umum yang serupa dengan alkana, sifat kimianya sedikit berbeda karena adanya tegangan cincin. Sikloalkana biasanya ditemukan bersama dengan alkana dalam minyak mentah ringan hingga menengah dan berperan penting dalam menentukan nilai oktan bahan bakar.
Senyawa aromatik dicirikan oleh adanya cincin benzena atau struktur cincin terkonjugasi lainnya. Contoh paling terkenal adalah benzena, toluena, dan xilena (BTX). Senyawa aromatik ini memberikan sifat kualitas yang baik pada bensin (meningkatkan angka oktan) tetapi perlu dikelola karena beberapa di antaranya bersifat toksik dan sulit diurai secara alami.
Ini adalah komponen paling berat dan kompleks dalam minyak bumi. Aspalten terdiri dari molekul hidrokarbon besar yang mengandung unsur non-hidrokarbon seperti nitrogen, belerang, oksigen, dan logam dalam jumlah kecil. Resin memiliki struktur yang sedikit lebih kecil namun masih berat. Komponen ini sering kali tidak mudah menguap dan menjadi residu berat setelah proses penyulingan, seperti aspal dan oli pelumas berat.
Meskipun didominasi oleh karbon dan hidrogen, minyak bumi mentah juga mengandung sejumlah kecil unsur lain yang dikategorikan sebagai pengotor atau kontaminan. Kehadiran unsur-unsur ini sangat memengaruhi proses pengolahan dan dampak lingkungan dari produk akhir.
Pemahaman mendalam mengenai kandungan minyak bumi sangat vital dalam industri energi global. Variasi dalam rasio hidrokarbon ringan terhadap berat, serta konsentrasi pengotor seperti belerang, menentukan klasifikasi minyak (misalnya, Sweet Crude vs. Sour Crude). Minyak yang lebih ringan dan rendah belerang umumnya lebih mahal dan lebih mudah diolah karena membutuhkan energi dan investasi yang lebih sedikit untuk diubah menjadi produk bernilai tinggi seperti bensin dan jet fuel. Sebaliknya, minyak berat dan asam (tinggi belerang) memerlukan proses sekunder yang lebih intensif, seperti kokas atau hydrocracking, untuk memecah molekul kompleks menjadi produk yang lebih ringan dan ramah lingkungan.
Singkatnya, minyak bumi adalah harta karun geologis yang komposisinya—dari rantai karbon sederhana hingga kontaminan belerang—menentukan nilai ekonominya serta tantangan teknologis yang harus diatasi dalam rantai pasokan energi dunia.