Để có được những hiểu biết về mặt định lượng động học của quá trình HDS, một cách tiếp cận thông thường là tiến hành các phản ứng HDS của các hợp chất mẫu
đại diện. Từ các thực nghiệm, người ta đưa ra các đề xuất về hệ phản ứng được tiến hành đối với các hợp chất như thiophene, benzothiophene (BT), dibenzothiophene (DBT) và hai đồng phân của benzonaphthothiophene [29]. Mặc dù độ hoạt động với phản ứng HDS của các hợp chất có thể thay đổi tuỳ thuộc vào sự biến đổi của các
điều kiện phản ứng và các xúc tác; độ hoạt động này sẽ giảm khi số lượng vòng của hợp chất tăng.
Trong các thí nghiệm ởđiều kiện áp suất cao, DBT là một trong những hợp chất chứa lưu huỳnh kém hoạt động nhất trong các phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ
sôi cao và trong các nhiên liệu hoá thạch. Vì điều này thực sự cần thiết trong việc thương mại hoá sản xuất nên DBT là một hợp chất mẫu thích hợp để nghiên cứu
đặc trưng hoá học của quá trình HDS của các hợp chất chứa lưu huỳnh dị vòng. Phản ứng HDS nhìn chung được tiến hành theo hai con đường song song: Thứ nhất là hydro phân các hợp chất thiophene mà không hydro hoá vòng thơm trong các hợp chất đó và thứ hai là HDS xảy ra sau khi đã có quá trình hydro hoá vòng thơm. DBT thường được desulfua hoá trực tiếp tạo thành biphenyl (BP) hoặc desulfua hoá qua các dạng hexa- hoặc tetra-hydrodibenzothiophene tạo thành bởi quá trình hydro vòng thơm, để tạo thành cyclohexylbenzene (CHB).[29]
Động học của quá trình HDS các hợp chất thiophene được miêu tả qua các biểu thức tốc độ Langmuir-Hinshelwood [27, 44]. Các biểu thức tốc độ này chỉ ra rằng chính các thiophene gây ức chế cho phản ứng HDS của chúng cũng như phản
ứng HDS đó cũng bị ức chế bởi hydro sulfua (H2S). H2S là một chất ức chế mạnh
đối với quá trình hydro phân nhưng không phải là một chất ức chế đối với quá trình hydro hoá trong nhiều trường hợp [44]. Hơn nữa, có sự khác nhau về dạng của biểu thức tốc độ giữa quá trình hydro phân các hợp chất thiophene và quá trình hydro hoá. Những kết quả này chỉ ra rằng có hai loại phản ứng xảy ra trên các loại tâm xúc tác riêng biệt.
Các mạch nhánh methyl cũng có tác động tới khả năng phản ứng của DBT. Các nhánh methyl ở vị trí số 2 và số 8 của DBT hầu như không làm thay đổi khả năng phản
động hoá học của DBT [40]. Ngược lại, nhánh methyl ở các vị trí số 4 và số 6 sẽ làm giảm khá mạnh khả năng phản ứng của DBT.
Để tìm ra nguyên nhân khiến cho quá trình desulfua hoá các DBT có mạch nhánh methyl như 4-MDBT và 4,6-DMDBT gặp khó khăn, quá trình HDS với DBT, 4-MDBT và 4,6-DMDBT được tiến hành nghiên cứu động học trong khoảng nhiệt độ 190-340°C trên xúc tác Co-Mo/γ-Al2O3 và Ni-Mo/γ-Al2O3 [25]. Các sản phẩm thu được là các biphenyl (BPs) và các cyclohexylbenzene (CHBs). Độ chuyển hoá chung của các DBT và các độ chuyển hoá của các DBT thành các BP giảm dần theo thứ tự DBT > 4-MDBT > 4,6-DMDBT. Trái lại, độ chuyển hoá của các DBT thành các CHB gần như giống nhau tại tất cả các nhiệt độ thí nghiệm. Điều này chỉ
ra rằng, khi một vòng thơm trong DBT được hydro hoá trước khi desulfua hoá thì sự cản trở không gian của một nhóm methyl được giảm đi đáng kể.
Với mục đích làm sáng tỏ sự khác nhau về khả năng hoạt động hoá học của các DBT, năng lượng hoạt hoá của phản ứng HDS và nhiệt hấp phụ của các DBT
được tính toán thông qua biểu thức tốc độ Langmuir-Hinshelwood. Các kết quả này chỉ ra rằng, sự cản trở của các mạch nhánh methyl tới phản ứng HDS không phụ
thuộc vào sựức chế của quá trình hấp phụ các DBT lên xúc tác [16, 27].