1.1 课题背景研究

柴油作为车辆运输、发电机发电和工业生产中常用的高能量密度（42.5 MJ/kg）燃料，已经成为能源组成中至关重要的一部分^[1,2]。在柴油燃烧的过程中，燃料中的噻吩（TP），苯并噻吩（BT），二苯并噻吩（DBT）及其衍生物的分解，造成了H₂S、SO₂以及硫酸盐颗粒物质（PM）等空气污染物的排放。这些化合物会使汽车催化转化器中的催化剂中毒，更会对人类的健康造成严重的危害^[3]。

近年来，由于人们环保意识的增强和对清洁能源的需求，超低硫柴油的生产受到越来越广泛的关注。许多国家已经采用更为严格的柴油标准^[4,5]。例如，从2010年12月1日起，美国环境保护局（EPA）规定超低硫柴油（ULSD）的硫含量从2006年的500 μg/g降低至15 μg/g。欧洲标准组织自2009年以来将所有燃料中的硫含量限制在10 μg/g以下。中国在2017年1月全面开始实施国Ⅴ柴油标准，柴油中的硫含量降低至10 μg/g以下。

1.2 柴油脱硫技术研究现状

柴油脱硫技术^[6]一般可以分为两类：加氢脱硫和非加氢脱硫。现在大多数炼油厂仍采用加氢脱硫工艺生产柴油。非加氢脱硫技术主要包括氧化脱硫、萃取脱硫、吸附脱硫。

1.2.1 加氢脱硫

加氢脱硫（HDS）^[7-9]指在高温、高压和消耗氢气的情况下，将燃料油中的有机硫化合物转化为硫化氢和烃类的一种技术手段。低沸点原油馏分主要含有硫醇，硫醚等，它们在常规加氢处理中可以轻易地从燃料油中脱除。对于较高沸点的原油馏分，如直馏石脑油，直馏柴油和FCC催化柴油等，有机硫化合物主要是噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其烷基衍生物。和硫醇、硫醚相比，这些噻吩类化合物更难通过加氢手段脱除。

硫化合物在加氢脱硫反应中的活性遵循以下顺序（从大到小）：噻吩gt;噻吩类衍生物gt;苯并噻吩gt;苯并噻吩类衍生物gt;二苯并噻吩gt;在4位和6位没有取代基的二苯并噻吩类衍生物gt;在4位或6位有一个取代基的二苯并噻吩类衍生物gt;在4和6位均有烷基取代基的二苯并噻吩类衍生物。柴油的深度脱硫意味着越来越多的低活性硫化合物必须被转化。

1.2.2 非加氢脱硫