ปิโตรเลียมเป็นสารไฮโดรคาร์บอน(CH)ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยมีธาตุองค์ประกอบหลัก 2 ชนิดคือคาร์บอน (C) และไฮโดรเจน(H) ซึ่งอาจมีธาตุอโลหะชนิดอื่นปนอยู่ด้วยเช่นกำมะถันออกซิเจนไนโตรเจน ฯลฯ ทั้งนี้ปิโตรเลียมเป็นได้ทั้ง 3 สถานะ คือของแข็ง ของเหลวหรือก๊าซโดยจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของปิโตรเลียมรวมถึงความร้อนและความดันของสภาพแวดล้อมในการเกิดและการกักเก็บปิโตรเลียม
ปิโตรเลียม แบ่งตามสถานะได้เป็น 2 ชนิดหลักๆ คือน้ำมันดิบ (Oil) และก๊าซธรรมชาติ(Natural Gases)
1.น้ำมันดิบ จะประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนชนิดระเหยง่ายเป็นหลัก นอกจากนั้นจะเป็นสารจำพวกกำมะถัน ไนโตรเจน และสารประกอบออกไซด์อื่นปนอยู่
2.ก๊าซธรรมชาติ เป็นปิโตรเลียมที่อยู่ในรูปของ ก๊าซ ณ อุณหภูมิ และความดันที่ผิวโลก ซึ่งประกอบด้วยสารไฮโดรคาร์บอนเป็นหลัก โดยอาจมีสัดส่วนสูงถึงร้อยละ 95 ส่วนที่เหลือจะเป็นสารจำพวกไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ บางครั้งอาจจะพบไฮโดรเจนซัลไฟด์ปนอยู่ด้วย โดยจะหมายรวมถึง ก๊าซธรรมชาติเหลว ซึ่งเมื่ออยู่ในแหล่งกักเก็บใต้ผิวโลกซึ่งมีอุณหภูมิและความดันสูงจะมีสภาพเป็นก๊าซ และจะกลายสภาพเป็นของเหลวเมื่อขึ้นมาสู่พื้นผิว เนื่องจากประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มเดียวกันกับก๊าซธรรมชาติ แต่มีจำนวนคาร์บอนอะตอมในโครงสร้างโมเลกุลสูงกว่าก๊าซธรรมชาติ จึงเรียกว่า ก๊าซธรรมชาติเหลว
การผลิตปิโตรเลียม
เมื่อแยกเอา น้ำ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และสารปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ น้ำมันดิบจะถูกส่งผ่านไปยังสถานีแยกปิโตรเลียมเพื่อแปรสภาพให้เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปชนิดต่างๆ ที่เหมาะสมต่อการใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ
การแยก (Separation)
โดยส่วนใหญ่จะแยกโดยวิธีการกลั่นลำดับส่วน (Fractional Distillation) โดยอาศัยความแตกต่างของจุดเดือดของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนแต่ละชนิดที่รวมอยู่ในน้ำมันดิบ โดยนำน้ำมันมาให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 368-385 องศาเซลเซียส แล้วผ่านเข้าไปในหอกลั่น น้ำที่ร้อนจะกลายเป็นไอลอยขึ้นไปยอด และควบแน่นเป็นของเหลวตกลงบนถาดรองรับในแต่ละช่วงของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ จากนั้นของไหลในถาดก็จะไหลออกมาตามท่อเพื่อน้ำไปเก็บแยกตามประเภท และนำไปใช้ต่อไป
การเปลี่ยนโครงสร้าง (Conversion)
เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้อาจมีคุณภาพที่ไม่ดีพอ จึงต้องใช้วิธีทางเคมีเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างของน้ำมัน ให้น้ำมันที่ได้มีคุณภาพที่ดี เหมาะแก่การนำไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ
การปรับคุณภาพ (Treating)
เป็นการกำจัดสิ่งแปลกปลอมออกจากน้ำมันน้ำมันที่ได้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างแล้ว ซึ่งสิ่งแปลกปลอมที่สำคัญจะเป็นสารจำพวกกำมะถัน ซึ่งจะใช้วิธีการฟอกด้วยไฮโดรเจน หรือฟอกด้วยโซดาไฟเพื่อเป็นการกำจัดสารนั้นออก
การผสม (Blending)
คือการนำผลิตภัณฑ์ที่ได้มาเติมหรือผสมสารที่เหมาะสม เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปตามที่ต้องการ เช่น การผสมน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มค่าออกเทน หรือผสมน้ำมันเตาเพื่อให้ได้ความหนืดตามที่ต้องการ
ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม
1. ก๊าซธรรมชาติและก๊าซหุงต้ม (LPG) เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดต่ำมาก มีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้องดังนั้น ในการเก็บรักษาต้องเพิ่มความดัน หรือลดอุณหภูมิให้ก๊าซเปลี่ยนสภาพเป็นของเหลว เมื่อลุกไหม้จะให้ความร้อนสูง และมีเปลวที่สะอาด ไม่มีสี ประโยชน์ ใช้เป็นแก๊สหุงต้ม เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ รวมทั้งเตาเผา เตาอบต่างๆ
2. เชื้อเพลิงเหลว แบ่งเป็น
น้ำมันเบนซิน (gasoline) เป็นเชื้อเพลิงที่ใช้กับเครื่องยนต์มาก โดยใช้จุดระเบิดที่หัวเทียน น้ำมันเบนซินที่มีค่าออกเทนนัมเบอร์ต่ำ จะมีราคาถูก เพราะการเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่ดี จึงมีการเติมสารจำพวกเตตระเอธิลเลต หรือสารเมทิลเทอร์-เธียรีมิวทิลอีเธน (MTBE) ลงไปเพื่อให้เบนซินมีคุณภาพดีขึ้น ใกล้เคียงกับเบนซินที่มีออกเทนนัมเบอร์สูง
น้ำมันก๊าด (kerosene) เป็นผลิตภัณฑ์หลักของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมในระยะแรก เดิมใช้สำหรับจุดตะเกียงเท่านั้น แต่ปัจจุบัน มีการใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้หลายทาง เช่น ใช้เป็นส่วนผสมในยาฆ่าแมลง สีทาบ้าน น้ำมันขัดเงา และน้ำยาทำความสะอาด ใช้เป็นเชื่อเพลิงสำหรับรถแทรกเตอร์ และเป็นเชื้อเพลิงในการเผาเครื่องเคลือบดินเผา
น้ำมันดีเซล (Diesel) ใช้กับเครื่องยนต์ที่มีการทำงานแตกต่างจากเครื่องยนต์เบนซิน เพราะต้องการความร้อนในลูกสูบที่เกิดจากการอัดอากาศสูง มักใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รถแทรกเตอร์ หัวจักรรถไฟ รถบรรทุก รถโดยสาร และเรือประมง
น้ำมันเตา (fuel oils) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาหม้อน้ำ เตาเผา หรือเตาหลอมในโรงงานอุตสาหกรรม ใช้กับเครื่องยนต์เรือเดินสมุทร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่
