Hidrodesulfurisasi, juga dikenal sebagai HDS, adalah proses di mana belerang dihilangkan dari minyak mentah, dan bahan baku turunan minyak untuk industri petrokimia, dengan menggabungkannya dengan hidrogen untuk membentuk hidrogen sulfida (H2S). Minyak mentah diperkirakan telah terbentuk selama jutaan tahun dari lapisan plankton mati di dasar laut. Karena belerang ada di semua makhluk hidup, ada residu belerang dalam minyak, dalam bentuk sulfida dan senyawa belerang organik seperti tiol dan tiofena. Senyawa ini dianggap tidak diinginkan.
Ketika minyak atau produk minyak yang mengandung senyawa belerang dibakar, belerang teroksidasi menjadi belerang dioksida (SO2), polutan yang dapat menyebabkan gangguan pernapasan dan merupakan penyumbang utama hujan asam. Pembakaran bahan bakar fosil adalah sumber utama polusi SO2. Hidrodesulfurisasi menjadi semakin penting setelah dikeluarkannya, di banyak negara, peraturan baru mengenai kadar belerang dalam produk minyak untuk mengurangi emisi SO2. Akibatnya, kilang minyak biasanya memiliki unit HDS.
Masalah lain dengan belerang dalam minyak adalah dapat mengurangi efektivitas katalis yang digunakan untuk mengubah bahan baku minyak bumi menjadi produk lain. Sulfur dalam bensin juga mempengaruhi catalytic converter di mobil. Hanya membutuhkan tingkat yang sangat rendah untuk menghasilkan efek ini, yang dikenal sebagai “keracunan” katalis.
Dalam proses hidrodesulfurisasi, campuran bahan baku berbasis minyak dan gas hidrogen dipanaskan hingga 300-400 °C dan dipompa di bawah tekanan hingga 130 atmosfer ke dalam reaktor hidrodesulfurisasi. Di sini, campuran melewati katalis yang memutus ikatan sulfur-karbon, memungkinkan belerang bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk hidrogen sulfida. Ada sejumlah katalis hidrodesulfurisasi, tetapi yang paling umum digunakan terdiri dari molibdenum sulfida, yang mengandung kobalt pada basis aluminium oksida. H2S mengalir keluar dari reaktor, bersama dengan kelebihan hidrogen, dan masuk ke unit pengolahan di mana ia dipisahkan, memungkinkan hidrogen untuk didaur ulang melalui proses. Beberapa siklus mungkin diperlukan untuk mengurangi kandungan belerang ke tingkat yang diperlukan.
Hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh HDS diubah menjadi unsur belerang dengan prosedur yang dikenal sebagai Proses Claus — penyulingan umumnya memiliki unit Claus untuk tujuan ini. Sebagian besar belerang yang diperoleh dengan cara ini digunakan dalam produksi asam sulfat. Meskipun deposit belerang masih ditambang, sebagian besar produksi belerang saat ini berasal dari minyak bumi melalui proses HDS dan Claus.