Com o processamento de petróleos mais pesados, a hidrodessulfurização (HDS) passou por modificações que aumentaram a severidade das condições operacionais e com isso, e com isso reduziram-se as cargas de óleo diesel a um custo mais elevado. O presente estudo avaliou alguns adsorventes comerciais como resina, argila e carvão ativado para remoção adsortiva de enxofre e nitrogênio presentes no óleo diesel comercial, como um processo complementar à HDS. Para o carvão ativado, que apresentou melhores resultados, foi realizado o estudo cinético e verificou-se que o tempo de 4 h de contato foi economicamente favorável e que os dados foram melhor ajustados pelo modelo de pseudo-segunda ordem de Lagergren. Avaliou-se que o carvão ativado estudado pode remover em torno de 46,0% do enxofre total e 90,0% do nitrogênio total inicialmente presentes no óleo diesel comercial. Tal fato apresenta a adsorção com carvão ativado como um processo eficaz na dessulfurização e desnitrogenação profunda do óleo.