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本文以等体积浸渍法制的负载型Mo/γ-Al2O3为催化剂,H2O2为氧化剂,不同性质的溶剂为萃取剂在间歇条件下分别对模拟油和柴油进行了催化氧化脱硫、萃取脱硫、萃取氧化耦合脱硫实验,并测定了萃取剂与模拟油中烃类化合物的互溶度,最后在连续化装置上进行了萃取氧化脱硫实验。通过XRD、XPS、Raman光谱及TG-DTG对Mo/γ-Al2O3催化剂进行表征,研究催化剂的制备条件对活性的影响及催化氧化反应机理。结果表明,不同焙烧温度的催化剂活性不同主要是由于催化剂的活性组分Al2(MoO4)3发生了晶型转变而产生的结果,同时发现活性组分Al2(MoO4)3的晶型开始转变的温度为700℃;Mo/γ-Al2O3催化剂催化氧化反应机理:首先H2O2与活性组分Al2(MoO4)3发生作用,生成过氧化钼物种Mo(O)2,然后DBT以亲核的方式与Mo(O)2结合,最终被氧化成DBTO2。不同的萃取剂加入在萃取氧化耦合脱硫过程中,考察萃取剂对萃取氧化耦合脱硫过程的影响。以环丁砜、聚乙二醇-400或乙腈为萃取剂时,萃取过程与催化氧化反应表现出协同脱硫的作用,并且对BT,DBT,4,6-DMDBT均有良好的脱除效果,其中以环丁砜或聚乙二醇-400为萃取剂时,模拟油的回收率高达98%以上,另外以聚乙二醇-400为萃取剂时,对加氢脱硫前的柴油进行萃取氧化耦合脱硫,能使柴油的硫含量降低到50 ppmw以下。在萃取氧化耦合脱硫过程中,加入1-辛烯、甲苯和环己烷分别模拟柴油中烯烃、芳烃和环烷烃,结果发现,模拟物对催化剂氧化脱硫的选择性没有影响,但是有一定量的1-辛烯,甲苯,环己烷进入到萃取剂相中。通过分析反应物和产物在液-液-固三的传质过程和Mo/γ-Al2O3催化剂在萃取剂相的催化氧化脱硫过程,建立了萃取氧化耦合脱硫体系的一级宏观动力学模型,排除催化剂的内外扩散合理简化动力学方程,并且根据实验测定的动力学参数确定萃取过程和催化氧化反应共同控制萃取氧化耦合脱硫的反应速率。在萃取氧化反应脱硫塔中,以聚乙二醇为萃取剂,Mo/γ-Al2O3为催化剂对模拟油和柴油进行萃取氧化耦合连续化脱硫,初步实现了萃取氧化耦合连续化脱硫过程。