CN105733653A - 一种单重态氧为氧化剂的燃油氧化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可应用于燃油脱硫的燃油氧化处理方法。该方法的特征是以单重态氧气体中的单重态氧为氧化剂，单重态氧气体直接通入到燃油中与燃油进行反应，反应结束后的燃油即为氧化处理过的燃油。经该法处理过的燃油其所含的硫可更容易地用液-液萃取的方法来脱除。

Description

一种单重态氧为氧化剂的燃油氧化处理方法

技术领域

本发明涉及一种可应用于燃油脱硫的燃油氧化脱硫方法和装置，属于石化行业燃油精炼技术领域。

背景技术

随着经济和社会的发展，各种交通工具的燃油(汽油和柴油等)消耗量与日俱增，所产生的尾气排放对环境的污染也越来越严重，尤其是当前的汽车尾气排放更是使中国城市面临着空前巨大的环保压力。在此形势下，生产和使用更加清洁的低硫、超低硫甚至无硫燃油成为治理交通工具尾气污染问题的一个重要选择。

近二十年来，世界范围内的燃油标准对硫含量要求越来越苛刻，降低硫含量是燃油标准发展的一个重要趋势。例如，欧盟汽油标准中的硫含量(单位：mg/kg，下同)，1993年1000(欧I)，1996年500(欧II)，2000年150(欧III)，2005年50(欧IV)，2009年10(欧V)。我国汽油标准中的硫含量，2000年以前1500，2000年1000，2003年800，2005年500，2010年150。柴油标准中的硫含量，美国、欧盟、日本分别从2000年的500、350、500下降到2006年的15、50、50，中国从2003年的500下降到2009年的350。

燃油标准对降低硫含量的要求越趋严格对现有的燃油脱硫方法提出了新挑战。目前，工业生产低硫和超低硫燃油的主流方法是传统的加氢脱硫法。加氢脱硫法是用氢气将燃油中的含硫物质转化成H₂S气体而脱除，通常能将硫含量降低到200～500mg/kg以下。经历加氢脱硫工艺后，燃油中剩下的含硫物质主要是以苯并噻吩、二苯并噻吩及它们相应的烃基取代衍生物如甲基苯并噻吩、乙基苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩、乙基二苯并噻吩等含噻吩环结构的有机硫化物的形式存在，这些有机硫化物很难再通过常规加氢脱硫工艺去除，除非加氢脱硫工艺在更苛刻的条件(比如更高的温度和压力、更多更优良的催化剂等)下进行，但这样做会增加很多成本。为经济地将硫含量进一步降低，就迫切需要寻找和发展其它低廉而高效的非加氢脱硫新方法。目前，人们已经发展了各种各样的非加氢脱硫方法，如萃取脱硫法、吸附脱硫法、生物脱硫法、络合脱硫法、离子液体脱硫法、膜分离脱硫法、氧化脱硫法等，其中氧化脱硫法被认为是最具商业化前景的方法。

氧化脱硫法的基本过程分为两步，第一步是燃油氧化处理，将燃油中的有机硫化物氧化转变成硫酰基(-SO₂-)或亚硫酰基(-SO-)化合物，通常是砜和亚砜，也可能有硫酸盐和亚硫酸盐；第二步是萃取脱硫，用水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、糠醛、乙腈、环丁砜、硝基甲烷、乙二胺等不与燃油相溶的极性溶剂作为萃取剂将这些更具水溶性的硫酰基或亚硫酰基化合物从燃油中萃取出来。氧化脱硫法的核心和关键在于第一步的燃油氧化处理，即设法将氧原子结合到有机硫化物中的硫原子上使之转变为具有更强极性和更强水溶性的硫酰基或亚硫酰基；只有在第一步成功实施之后才有可能在第二步用水等极性溶剂通过液液萃取的方法将硫从燃油中分离去除。故氧化脱硫法也称为转化-萃取法。

针对第一步的燃油氧化处理，迄今已经研究或开发出了多种氧化体系，这些氧化体系大致可分为两大类：非H₂O₂氧化体系和H₂O₂氧化体系。非H₂O₂氧化体系采用除H₂O₂以外的各种氧化剂，如O₂、N₂O、NO₂、O₃、HNO₃、次氯酸钠、硫酸等为基础氧化剂。非H₂O₂氧化体系的研究并不多见。H₂O₂氧化体系是目前被广泛研究的氧化体系，以H₂O₂或者H₂O₂衍生物(过氧乙酸、叔丁基过氧化氢、过氧化二硫酸等)为基础氧化剂，通常还混以各种有机/无机酸和/或催化剂作为氧化助剂，如美国尤尼普瑞公司的H₂O₂－甲酸体系、湖北梅海等人的H₂O₂－过渡金属催化剂－超声体系、中国石化的H₂O₂－相转移催化剂体系和H₂O₂－钛硅分子筛催化剂体系、大连化学物理研究所的H₂O₂－杂多酸季铵盐催化剂体系，H₂O₂－催化剂－Br←nsted酸性离子液体体系和含H₂O₂的乳液催化氧化脱硫体系、扬州大学的H₂O₂－WO₃/ZrO₂催化剂体系和H₂O₂－离子液体催化剂体系、清华大学和大连理工大学的H₂O₂－含钛分子筛催化剂体系、沙特阿拉伯石油公司的H₂O₂－过渡金属催化剂体系、辽宁石油化工大学的H₂O₂－硫酸/磷酸－超声体系和H₂O₂－磷钨酸铜体系、武汉科技大学的H₂O₂－杂多酸催化剂－微波体系、河北科技大学的H₂O₂－TiO2光催化剂－光照体系、中国石油的H₂O₂(或叔丁基过氧化氢或过硫酸铵)－羟基羧酸－双亲催化剂体系、天津大学的H₂O₂－有机/无机酸－超声体系、南开大学的叔丁基过氧化氢－二氧化硅介孔分子筛催化剂体系和H₂O₂－二氧化硅负载的钼系催化剂体系、山东大学的H₂O₂－甲酸－氧化/相转移二元催化剂体系，H₂O₂－杂多酸催化剂体系和H₂O₂－杂多化合物催化剂体系、南京大学的H₂O₂－有机酸－微波和超声体系和H₂O₂－有机/无机酸－乳化剂－微波体系、江苏大学的H₂O₂－FeCl₃离子液体催化剂体系、吉林大学的H₂O₂－多金属氧簇/二氧化硅催化剂体系、北京化工大学的H₂O₂－Br←nsted酸性离子液体催化剂体系和H₂O₂－稀土多酸－离子液体体系、台湾林欣栋的H₂O₂－金属催化剂－表面活性剂体系、山东王睿的H₂O₂－有机-无机杂化物催化剂体系、浙江工业大学的过氧乙酸－钨酸(盐)催化剂体系、武侯区颠峰机电科技研发中心的H₂O₂－乙酸－Fenton试剂体系等。

现有氧化体系的缺点是除了使用氧化剂本身外，通常还需要混以各种有机/无机酸和/或催化剂作为氧化助剂，在完成燃油中的含硫化合物氧化过程以后，这些氧化助剂还需要从燃油中分离出来，尤其是在使用催化剂的情况下，催化剂更是需要分离回收更新再利用，给氧化脱硫操作增添很多麻烦。为克服现有氧化体系的这一缺点，本专利发明人发明了使用单重态氧作为氧化剂的燃油氧化处理方法。单重态氧是处于第一电子激发态的氧气，它的光谱符号为O₂(a¹Δ_g)。单重态氧相对于基态氧气具有0.98ev的能量，是一种具有高度反应活性的氧化剂，可直接与硫化物进行反应而不需要催化剂先进行活化。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的可应用于燃油脱硫的燃油氧化处理方法，即单重态氧为氧化剂的燃油氧化处理方法。采用本发明，可以在萃取脱硫前对燃油进行氧化预处理，为下一步的萃取脱硫创造前提条件。

为了实现上述目的，本发明采用单重态氧气体为氧化剂，所采用的氧化方法如下：以单重态氧气体中的单重态氧为氧化剂，单重态氧气体直接通入到燃油中与燃油混合进行反应，反应结束后的燃油即为氧化处理过的燃油；反应期间，所用单重态氧气体的量按单重态氧摩尔数计至少为燃油中的硫摩尔数的1倍以上(优选范围通常为3倍～200倍)；

所述单重态氧是指处于第一电子激发态的氧气，它的光谱符号为O₂(a¹Δ_g)，自发辐射寿命大约是65min，辐射跃迁返回基态O₂(X³Σ_g)时将发出波长范围为1240nm－1340nm的红外光，通过该波段的光谱特征就可以断定O₂(a¹Δ_g)的存在，通过测量该波段的发光强度就可以测量出单重态氧的浓度。

单重态氧气体是指含有单重态氧的气体。由于单重态氧的具有一定的寿命，很容易衰变成基态氧气O₂(X³Σ_g)，因此，因此不可能获得单重态氧含量为100％的纯单重态氧气体，实际的单重态氧气体中都会含有基态氧气O₂(X³Σ_g)。除了O₂氧气之外，根据所使用的单重态氧产生方法和载气的不同，单重态氧气体中还可能含有其它气体，例如，用氯气与过氧化氢反应产生的单重态氧气体通常会含有少量水气和Cl₂气杂质；为增加单重态氧气体压力，通常加入N₂气、He气、Ne气、Ar气、Xe气等作为单重态氧的载气。

单重氧气体中的有效氧化剂成分是单重氧。单重态氧的含量用单重态氧在单重氧气体中的摩尔分数X_SO表示：

$X_{\mathrm{SO}}=\frac{n_{\mathrm{SO}}}{n_t}=\frac{C_{\mathrm{SO}}}{C_t}=\frac{P_{\mathrm{SO}}}{P_t}=\frac{C_{\mathrm{SO}}\mathrm{RT}}{P_t}---\left(1\right)$

公式(1)中，n_SO是单重态氧的摩尔数，n_t是单重氧气体中的所有成分的摩尔数之和，即总摩尔数；C_SO是单重态氧的摩尔浓度，C_t是单重氧气体中的所有成分的摩尔浓度之和，即总摩尔浓度；P_SO单重态氧的分压，P_t是单重氧气体中的所有成分的分压之和，即总压。 是气体常数，T是单重氧气体的温度。

单重态氧的摩尔浓度C_SO或分压P_SO用红外辐射法来测量[ReviewofScientificInstruments,2004,75(11):4455-4461；化学物理学报,2004,17(4):378-384]，即用标定好的红外辐射接收装置(IRRRA)测量单重态氧发出的1240nm－1340nm的红外光强来得到C_SO或P_SO。单重氧气体的总压P_t则用压力计直接测出，从而根据公式(1)得出单重态氧的摩尔分数X_SO。

理想情况下，1摩尔单重态氧可以与燃油中的1摩尔硫发生反应，因此，反应期间，所用单重态氧气体的量按单重态氧摩尔数计至少为燃油中的硫摩尔数的1倍，但实际情况下优选范围通常为3倍～200倍。假定单重态氧气体的量以摩尔数计为n_t，则换算成单重态氧摩尔数的公式即为：

n_SO＝n_tX_SO(2)

单重态氧气体的氧化能力是是来源于其中的单重态氧，因此，为有效地对燃油进行氧化处理，要求所用的单重氧气体中单重氧摩尔分数范围在10^-4～0.3之间(优选范围通常在10^-3～10^-2之间)。在氧化处理的混合反应过程中，燃油的温度范围在-50℃至80℃之间(优选范围通常在0℃～40℃之间)，绝对压力范围在0.1～10标准大气压之间(优选范围通常在0.7～3标准大气压之间)。

目前，产生单重态氧的方法有多种多样，其中，微波放电法、光敏化法和Cl₂气与过氧化氢溶液反应法是最常用的三种方法。微波放电法是通过对含氧气的气流进行微波放电来产生单重态氧，可获得只含O₂气的单重态氧气体，但单重态氧气体的总压力通常只有几百帕左右，不适合常压下的工作条件。光敏化法是光照含有光敏剂(如富勒烯)的溶液或固体，使其中的氧气部分光敏化为单重态氧，可在常压下进行，但难以获得大量的单重态氧气体。Cl₂气与过氧化氢溶液反应法是用Cl₂气与过氧化氢溶液反应来产生单重态氧，是目前最高效的单重态氧气体产生方法，但由于反应过程中溶液会蒸发出水蒸汽，因此单重态氧气体中会含有少量水气杂质；如果反应不完全，还会含有残余的Cl₂气杂质。本发明采用的单重态氧气体是用惰性气体担载的氯气与过氧化氢溶液反应的方法来产生，所述惰性气体是指不参与该反应的N₂气、He气、Ne气、Ar气和Xe气中的一种或二种以上，过氧化氢溶液中的过氧化氢摩尔浓度为1mol/L－10mol/L。

燃油的脱硫效果用脱硫率来衡量。脱硫率用符号η来表示，定义如下：

$\mathrm{\η}=1-\frac{W_2}{W_1}---\left(1\right)$

(1)式中，w₁和w₂分别代表脱硫前后的燃油硫含量。0≤η≤1，η越大表示脱硫效果越显著，η＝0表示没有脱硫效果，η＝1表示达到完全脱硫效果。正如背景技术部分所述，燃油氧化处理的意义在于为下一步的萃取脱硫创造条件，燃油氧化处理的有效性可通过萃取脱硫的效果来体现，也就是，与没有经过氧化处理的燃油相比，经过氧化处理的燃油所含硫是否会更容易和更有效地被萃取脱除。基于此，上述燃油氧化处理方法的有效性用一个设定好的标准萃取脱硫操作流程来评估。所设定的标准萃取脱硫操作流程为：先用与燃油等体积的水对燃油中的硫进行第一遍萃取，再用与燃油等体积的N,N-二甲基甲酰胺进行第二遍萃取，最后用与燃油等体积的水进行第三遍萃取。评估结果(参见实施例，其中的燃油硫含量均用微库伦硫测定仪来测定)如下：第一，燃油没有经过氧化处理就直接进行的萃取脱硫，脱硫率为η₁；第二，燃油经过氧化处理后再进行萃取脱硫，脱硫率为η₂；在所有的实施例中，η₂相比于η₁均有明显的提高，这就证明了本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。

需要指出的是，除了N,N-二甲基甲酰胺以外，其它可溶于水的极性溶剂如二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、糠醛、乙腈、环丁砜、硝基甲烷、乙二胺等也可作为萃取剂单独地或与水组合地对氧化处理过的燃油进行萃取脱硫。水和N,N-二甲基甲酰胺组合的萃取脱硫表明，经氧化处理过的燃油可以更容易地以水和可溶于水的极性溶剂作为萃取剂进行萃取脱硫操作而获得最终的脱硫燃油。

现已公认，在经历加氢脱硫后燃油中剩下的含硫物质主要是以苯并噻吩、二苯并噻吩及它们相应的烃基取代衍生物如甲基苯并噻吩、乙基苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩、乙基二苯并噻吩等含噻吩环结构的有机硫化物的形式存在，其中又以4,6-二甲基二苯并噻吩为代表的在4位和6位同时有烷基取代基的二苯并噻吩衍生物最难脱除，即使是在超深度加氢脱硫以后依然能顽强存在。为考察本发明的燃油氧化处理方法对经历加氢脱硫后的燃油是否有效，分别用经历加氢脱硫后所获得的加氢汽油和加氢柴油、由正辛烷和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟汽油以及由十氢萘和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟柴油进行试验，试验结果(参见实施例)表明，对它们的氧化处理均获得了明显的效果。由此可推断，对于性质上与它们极为相似的其它经历加氢脱硫后所获得的加氢轻质燃油，本发明也应该是有效的。

本发明的优点为：直接使用具有高度反应活性的单重态氧气体作为燃油氧化处理的氧化剂，无需使用现有氧化体系通常所必须要使用的各种氧化助剂，尤其是氧化反应后的残余气体直接从燃油中逸出，避免了现有氧化体系中因氧化助剂需要分离和回收所导致的各种麻烦，操作上也更加简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，但这些实施例并不限制本发明。

图1是燃油氧化处理装置示意图，其中，

1-单重态氧发生器、2-燃油氧化处理器、3-红外辐射接收装置、4-红外CCD光谱仪、5-阀、6-质量流量控制器、7-烧结玻璃、8-冷冻液、9-过氧化氢溶液、10-冷冻盘管、11-聚四氟乙稀环、12-单重态氧气体流、13-玻璃窗口、14-压力计、15-温度计、16-搅拌器、17-盖子、18-燃油；

图2是单重态氧气体发射光谱图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的说明，但这些实施例并不限制本发明。

实施例1：

燃油氧化处理装置请参阅图1。该装置主要由四部分构成：单重态氧发生器1、燃油氧化处理器2、红外辐射接收装置3、红外CCD光谱仪4。

单重态氧发生器1是一个有机玻璃圆筒，里面填满了聚四氟乙烯环。紧贴反应器外壁是一个冷冻盘管，其中循环流动的冷冻液可将圆筒内的过氧化氢溶液保持低温。Cl₂气用N₂气担载，气流摩尔硫量F_t用质量流量控制器控制，并通过反应器底部的烧结玻璃进入圆筒内。

反应产生的单重态氧气体经由管路被引入到燃油氧化处理器2中。燃油氧化处理器2是一个广口瓶，瓶口用开有通气孔的盖子覆盖，搅拌器的螺旋桨位于广口瓶的燃油中。气体管路某处安装有两片玻璃窗口，红外辐射接收装置3和红外CCD光谱仪4通过探测从玻璃窗口透出的红外发光来分别测量单重态氧的浓度C_SO和拍摄单重态氧气体的发光光谱，单重态氧气体的压力P_t和温度T分别用压力计和温度计来测量，从而根据公式(1)计算获得单重态氧的摩尔分数X_SO。通入燃油的单重态氧的摩尔数于是就等于Δt是燃油氧化处理的反应时间。

由正辛烷和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟汽油(组成为3.3112g4,6-二甲基二苯并噻吩+996.7g正辛烷)以及由十氢萘和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟柴油(组成为3.3112g4,6-二甲基二苯并噻吩+996.7g十氢萘)硫含量均为500mg/kg。取这任意一种模拟燃油(模拟汽油或模拟柴油)100ml，其中的硫含量对于模拟汽油和模拟柴油分别为1.104mmol和1.388mmol。保持模拟燃油为室温，搅拌燃油，并以F_t＝28.0mmol/min的流量往单重态氧发生器1中通入氯气摩尔分数为1/380的Cl₂－N₂混合气，产生F_t＝27.97mmol/min流量的单重态氧气流。图2是红外CCD光谱仪4拍摄得到的单重态氧气体的发光光谱，在1240nm－1340nm波段出现了O₂(a¹Δ_g)的自发辐射光谱特征，因此，可以断定气体中含有单重态氧。红外辐射接收装置3测量出单重态氧的浓度C_SO＝0.05378mol/m³，压力计测量出单重态氧气体压力P_t＝760mmHg，温度计测量出温度T＝25℃，根据公式(1)可计算出单重态氧的摩尔分数

燃油氧化处理的反应时间Δt＝5h后停止通入单重态氧气体，反应结束。通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于将模拟燃油从燃油氧化处理器2中倒出，用100ml水对燃油中的硫进行第一遍萃取，再用100mlN,N-二甲基甲酰胺进行第二遍萃取，最后用100ml的水进行第三遍萃取，其中的硫含量降至100mg/kg以下，脱硫率在80％以上。再用未经氧化处理的模拟燃油代替氧化处理过的模拟燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为275mg/kg，脱硫率仅为45％。这表明模拟燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

实施例2：

除以下不同外，其余同实施例1：

用He气取代N₂气，单重态氧的摩尔分数通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于

最终结果为：硫含量降至80mg/kg以下，脱硫率在84％以上。再用未经氧化处理的模拟燃油代替氧化处理过的模拟燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为275mg/kg，脱硫率仅为45％。这表明模拟燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

实施例3：

除以下不同外，同实施例1。

燃油氧化处理的反应时间Δt＝3h。通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于

最终结果为：硫含量降至100mg/kg以下，脱硫率在80％以上。再用未经氧化处理的模拟燃油代替氧化处理过的模拟燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为275mg/kg，脱硫率仅为45％。这表明模拟燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

实施例4：

除以下不同外，同实施例1。

用经历加氢脱硫后的加氢汽油和加氢柴油分别代替模拟汽油和模拟柴油。加氢汽油和加氢柴油的硫含量均为350mg/kg。其中的硫含量对于加氢汽油和加氢柴油分别为0.7915mmol和0.8952mmol。经气相色谱－质谱联用方法分析这两种加氢轻质燃油中的硫90％以上以苯并噻吩、二苯并噻吩及它们相应的烷基取代衍生物如甲基苯并噻吩、乙基苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩、乙基二苯并噻吩等含噻吩环结构的有机硫化物的形式存在。

燃油氧化处理的反应时间Δt＝3h。通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于

最终结果为：硫含量对于汽油降至85mg/kg以下，脱硫率在75％以上；对于柴油降至100mg/kg以下，脱硫率在70％以上。再用未经氧化处理的燃油代替氧化处理过的燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为210mg/kg，脱硫率仅为40％。这表明燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

实施例5：

除以下不同外，同实施例4。

用He气取代N₂气，单重态氧的摩尔分数通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于

最终结果为：硫含量对于汽油降至77mg/kg以下，脱硫率在78％以上；对于柴油降至90mg/kg以下，脱硫率在74％以上。再用未经氧化处理的燃油代替氧化处理过的燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为210mg/kg，脱硫率仅为40％。这表明燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

实施例6：

除以下不同外，同实施例4。

燃油氧化处理的反应时间Δt＝6h。通入模拟燃油中的单重态氧的摩尔数总共等于

最终结果为：硫含量对于汽油降至50mg/kg以下，脱硫率在85％以上；对于柴油降至70mg/kg以下，脱硫率在80％以上。再用未经氧化处理的燃油代替氧化处理过的燃油进行相同的萃取操作，此时所得到硫含量仅为210mg/kg，脱硫率仅为40％。这表明燃油经过氧化处理后确实大幅度提高了萃取脱硫效果，本发明的燃油氧化处理方法确实有助于燃油脱硫。上述硫含量均用微库伦硫测定仪测定。

Claims (6)

1.一种单重态氧为氧化剂的燃油氧化处理方法，其特征在于：以单重态氧气体中的单重态氧为氧化剂，单重态氧气体直接通入到燃油中与燃油混合进行反应，反应结束后的燃油即为氧化处理过的燃油。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：

反应期间，所用单重态氧气体的量按单重态氧摩尔数计至少为燃油中的硫摩尔数的1倍以上(优选范围通常为3倍～200倍)；所述单重态氧是指处于第一电子激发态的氧气分子O₂(a¹Δ_g)；所述单重态氧气体是指含有单重态氧的气体。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在混合反应过程中，所用单重氧气体中的单重氧摩尔分数范围在10^-4～0.3之间(优选范围通常在10^-3～10^-2之间)；燃油的温度范围在-50℃～80℃之间(优选范围通常在0℃～40℃之间)，绝对压力范围在0.1～10标准大气压之间(优选范围通常在0.7～3标准大气压之间)。

4.按照权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：所述单重态氧气体是用惰性气体担载的氯气与过氧化氢溶液反应的方法来产生，所述惰性气体是指不参与该反应的N₂气、He气、Ne气、Ar气、Kr气和Xe气中的一种或二种以上，过氧化氢溶液中的过氧化氢摩尔浓度为1mol/L－10mol/L。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：经氧化处理过的燃油可以更容易地以水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、糠醛、乙腈、环丁砜、硝基甲烷、乙二胺等不与燃油相溶的极性溶剂中的一种或二种以上作为萃取剂进行萃取脱硫操作而获得最终的脱硫燃油。

6.按照权利要求1、2、3或5所述的方法，其特征在于：所述燃油为经历加氢脱硫后所获得的加氢汽油或加氢柴油等加氢轻质燃油、由正辛烷和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟汽油或由十氢萘和4,6-二甲基二苯并噻吩调配成的模拟柴油。