现代炼油企业加氢处理和加氢裂化工艺的比例不断增加,这需要消耗大量的氢气,使炼油企业氢气缺乏的问题更加突出,因此,优化炼油企业氢气系统愈发重要。在大多数的炼油企业氢气系统优化设计的研究中都假定单杂质系统,且假定氢源氢阱的流股流率是不变的。本文提出基于超结构的炼油厂多组分氢气系统模糊优化数学模型,考虑四个组分,即H2,H2S,C2+和CH4,考虑氢源氢阱流率的变化范围,分别以年度总费用最小化（TAC）和系统整体满意度为目标函数,并考虑H2S的脱除（即脱硫过程）和C2+的回收（即轻烃回收）,利用GAMS软件建模和求解。简化工业案例分析结果表明,同时考虑高分气和低分气的直接利用,并回收轻烃流股的优化设计可以达到经济效益的最大化,而且模糊优化方法可用于指导多周期变流量的氢气系统优化设计。对于加氢精制装置（例如柴油加氢）,本文利用文献中反应氢耗的计算模型,分别计算加氢脱硫、加氢脱氮、烯烃和芳烃饱和等反应的化学氢耗量,结合排放氢耗和溶解氢耗的经验数据,计算出总的氢耗量,并通过柴油加氢装置的四种不同工况进行氢耗计算以及验证。对于加氢裂化装置,本文对文献中的加氢裂化装置的氢耗关联模型并加以修正,将相关参数的拟合数据进行无因次化处理,拟合回归模型参数,得到氢耗关联式。案例研究中,两种加氢装置计算的氢耗量与实际的氢耗相比,平均相对误差（AARDf）都不高于2%,表明模型可以用于估算/预测加氢装置的氢气需求量。炼油企业实际生产过程中加工计划的调整和加工油品的性质变化,加氢装置的氢气需求量也不断变化。本文建立氢气系统多周期调度优化模型,结合第三章的氢耗预测方法,预测多周期操作条件下各加氢装置的耗氢量,模型中还包括多周期操作下氢气系统各单元的氢气组成、压力以及氢气管网的储氢能力等约束条件,并考虑调度周期内氢气管网的流向切换问题。利用GAMS平台,对案例进行建模和求解。案例分析结果可以看出,调度周期内制氢装置的总产氢量为262,975 Nm~3,并且在第三周期氢气管网出现流股反向的现象。