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进入21世纪以来，环境问题愈加被世界各国所关注。伴随着经济的发展和科技的进步，一些过去难以实现的环境保护标准现今已经得到了推广。为适应柴油超低硫化的趋势，改变现有的脱硫技术，成为了一项迫切而重要的任务。由于现存的加氢脱硫工艺(HDS)，受到反应条件、成本等因素的制约，很难实现更进一步的深度脱硫。而柴油氧化脱硫技术以反应条件温和、工艺流程简单、成本较低、脱硫效率高等优点成为生产超低硫柴油的优选方法，其中更以H2O2/Acid体系研究最为广泛。本文以模拟柴油为研究对象，分别研究了催化剂酸的种类、H2O2/HCOOH体系、H2O2/CH3COOH体系、H2O2/HCOOH超声波体系的氧化脱硫性能及影响因素，并研究了H2O2/HCOOH体系氧化脱硫的反应动力学，并对比了H2O2/HCOOH体系和H2O2/CH3COOH体系的药剂成本。全文主要内容如下：
H2O2/Acid氧化脱硫体系以H2O2为氧化剂，筛选催化剂酸。考察的六种不同种类的酸对H2O2的催化效果，发现HCOOH催化H2O2氧化脱硫效果最好，在V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(Acid)体积配比为10/1/1时，H2O2/HCOOH体系脱硫率可达90％。在同样反应条件下，CH3COOH催化H2O2的脱硫率仅在50％左右。
采用H2O2/CH3COOH体系氧化柴油脱硫的较适宜反应条件为：40℃，V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(CH3COOH)体积配比在10/1/3～10/1/4之间，反应时间150min以上，脱硫率在90％～95％左右，模拟柴油硫的质量分数可由原来的1142μg·g-1，下降至60～114μg·g-1。
H2O2/HCOOH体系氧化柴油脱硫的较适宜条件为：40℃，V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(HCOOH)=100/1/10，反应时间为1h以上，无需萃取，脱硫率可达99％以上，模拟柴油硫的质量分数可由原来的1142μg·g-1，下降至10～20μg·g-1，符合欧Ⅳ标准。
根据本试验研究得到的H2O2/HCOOH体系与H2O2/CH3COOH体系的最佳反应条件和过氧化氢、甲酸、乙酸的市场价格粗率估算两种体系的药剂成本得到：每处理1吨的柴油，H2O2/HCOOH体系所需要的药品费用为835RMB，而采用H2O2/CH3COOH体系则需要2086RMB。H2O2/Acid体系的药剂成本仍然略高，进一步减少药剂成本有待更深入的研究。
为进一步强化H2O2/HCOOH体系，增加辅助手段：超声波，以强化油水两相的传质。H2O2/HCOOH/超声波体系氧化柴油脱硫，能够在10min内达到脱硫率大于80％的效果，较适合的操作条件为：V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(HCOOH)=100/1/15，超声频率28kHz，超声功率400W，超声时间10min。无需外部加热，反应结束后，体系温度可上升至56.6℃以上。
试验对反应的动力学进行了简单的分析。对反应产物进行HPLC、红外光谱、HPLC-MS定性分析后，确定模拟柴油中有机硫DBT经H2O2/Acid体系氧化后生成二苯并噻吩亚砜和二苯并噻吩砜，得反应方程：DBT+H2O2→催化剂DBTO+H2O H2O2→催化剂DBTO2+H2O。
在假设条件：高速搅拌，忽略过氧甲酸的传质扩散阻力；有机硫DBT被完全氧化为DBTO2；反应过程中，H2O和DBTO2生成后即可转移至水相，氧化反应能够一直向生成产物方向进行，DBT和H2O2(过氧甲酸)能够完全反应以及H2O2过量下，简化反应过程为：DBT+2H2O2→催化剂DBTO2+2H2O。
得出H2O2/HCOOH体系在最优化条件下的动力学：a.反应为吸热反应，温度升高，反应速率常数增加，40℃时，反应速率常数k=6.45×10-2mM1-n·min-1；b.各温度下的反应级数n均接近于1，40℃时，反应级数n=1.0462；c.30～40℃之间的反应活化能Ea42.14 kJ·mol-1，指前因子A=6.94×105mM1-n·min-1。
改变反应的药剂投加量，令反应级数为1，研究LnCDBT与t的关系，结果表明，在反应条件符合动力学假设时，试验所得动力学参数能够很好的指导实践。
H2O2/Acid氧化脱硫体系以H2O2为氧化剂，筛选催化剂酸。考察的六种不同种类的酸对H2O2的催化效果，发现HCOOH催化H2O2氧化脱硫效果最好，在V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(Acid)体积配比为10/1/1时，H2O2/HCOOH体系脱硫率可达90％。在同样反应条件下，CH3COOH催化H2O2的脱硫率仅在50％左右。
采用H2O2/CH3COOH体系氧化柴油脱硫的较适宜反应条件为：40℃，V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(CH3COOH)体积配比在10/1/3～10/1/4之间，反应时间150min以上，脱硫率在90％～95％左右，模拟柴油硫的质量分数可由原来的1142μg·g-1，下降至60～114μg·g-1。
H2O2/HCOOH体系氧化柴油脱硫的较适宜条件为：40℃，V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(HCOOH)=100/1/10，反应时间为1h以上，无需萃取，脱硫率可达99％以上，模拟柴油硫的质量分数可由原来的1142μg·g-1，下降至10～20μg·g-1，符合欧Ⅳ标准。
根据本试验研究得到的H2O2/HCOOH体系与H2O2/CH3COOH体系的最佳反应条件和过氧化氢、甲酸、乙酸的市场价格粗率估算两种体系的药剂成本得到：每处理1吨的柴油，H2O2/HCOOH体系所需要的药品费用为835RMB，而采用H2O2/CH3COOH体系则需要2086RMB。H2O2/Acid体系的药剂成本仍然略高，进一步减少药剂成本有待更深入的研究。
为进一步强化H2O2/HCOOH体系，增加辅助手段：超声波，以强化油水两相的传质。H2O2/HCOOH/超声波体系氧化柴油脱硫，能够在10min内达到脱硫率大于80％的效果，较适合的操作条件为：V(模拟柴油)/V(H2O2)/V(HCOOH)=100/1/15，超声频率28kHz，超声功率400W，超声时间10min。无需外部加热，反应结束后，体系温度可上升至56.6℃以上。
试验对反应的动力学进行了简单的分析。对反应产物进行HPLC、红外光谱、HPLC-MS定性分析后，确定模拟柴油中有机硫DBT经H2O2/Acid体系氧化后生成二苯并噻吩亚砜和二苯并噻吩砜，得反应方程：DBT+H2O2→催化剂DBTO+H2O H2O2→催化剂DBTO2+H2O。
在假设条件：高速搅拌，忽略过氧甲酸的传质扩散阻力；有机硫DBT被完全氧化为DBTO2；反应过程中，H2O和DBTO2生成后即可转移至水相，氧化反应能够一直向生成产物方向进行，DBT和H2O2(过氧甲酸)能够完全反应以及H2O2过量下，简化反应过程为：DBT+2H2O2→催化剂DBTO2+2H2O。
得出H2O2/HCOOH体系在最优化条件下的动力学：a.反应为吸热反应，温度升高，反应速率常数增加，40℃时，反应速率常数k=6.45×10-2mM1-n·min-1；b.各温度下的反应级数n均接近于1，40℃时，反应级数n=1.0462；c.30～40℃之间的反应活化能Ea42.14 kJ·mol-1，指前因子A=6.94×105mM1-n·min-1。
改变反应的药剂投加量，令反应级数为1，研究LnCDBT与t的关系，结果表明，在反应条件符合动力学假设时，试验所得动力学参数能够很好的指导实践。