炼厂气是在石油加工过程中各种加工工艺所产生的气体的总称。在炼油生产过程中，各产气装置所产气体的产率和组成，随着装置所加工的原料性质、生产方案及工艺技术条件的不同而变化。炼厂气中含有大量的氢气等高附加值物质，而且经过分离回收后的炼厂尾气可作为燃气，具有一定的经济价值。但是多数炼厂由于生产粗放，炼厂气分离装置技术单一，能量利用率低，能耗高，有的甚至将炼厂气通过火炬直接烧掉，造成了资源的严重浪费。因此，综合利用炼厂气体资源已成为提高炼油加工深度和经济效益的需要。许多学者对此开展了研究，提出了许多有价值的观点和方法，但要么仅集中于对分离回收装置的分析，未从集成的角度考虑，要么仅研究了以年费用为目标炼厂气回收等的单目标规划问题，鲜有对炼厂尾气燃烧过程优化的研究。本文在有关理论成果的基础上，参考相关文献，对炼厂气回收利用进行了研究，提出了炼厂气系统集成的策略和方法，主要内容如下：　　(1)探讨了炼厂气氢气回收系统的集成，考虑变压吸附和膜分离两种回收方法，对含氢量比较高的炼厂气回收进行研究，首先通过对变压吸附和膜分离的分析，建立了变压吸附和膜分离的数学模型，然后建立了压缩机的投资费用模型和操作费用模型以及管路的投资费用模型，在此基础上，以年产氢量最大和总年费用最小为目标，建立了分离回收过程多目标规划的经济模型，利用多目标规划的乘除法，将多目标问题转化为单目标问题，即以年销售额与总年费用之比最大为目标，然后采用单目标规划的求解方法，利用Lingo软件求解。以实际的炼厂气氢回收网络为例，对多种回收工艺进行多目标规划计算。计算结果表明：该模型是可行的，较好的体现了炼厂氢气回收利用系统的规律，比以总年费用最小为目标的单目标规划模型更加清晰，更加系统地对氢气回收进行优化。　　(2)研究了回收后的炼厂尾气的绝热燃烧过程，针对不同组成的炼厂尾气，建立了炼厂尾气绝热燃烧过程的通用数学模型，该模型可用来求解任意组成的尾气的理论燃烧温度和热效率，探讨了过量空气系数，燃气中二氧化碳、硫化氢、氢气、烯烃、烷烃等气体的相对组成对理论火焰温度及锅炉热效率的影响。计算结果表明：理论燃烧温度和燃烧效率随过量空气系数的增大而降低，这主要是由于空气过量系数增大时，氮气含量增加造成排烟热量损失增加。随着CO2相对含量的增大，理论燃烧温度和燃烧效率有所降低，CO2去除与否取决于去除成本和去除后尾气燃烧的经济效益增益，但炼厂尾气CO2含量一般不超过10％，因此不建议去除CO2。H2S含量对排烟温度有较大影响，热效率随排烟温度升高而减小，因此建议：不含H2S（或者H2S含量低至可忽略的）炼厂尾气与含含H2S气体的炼厂尾气不应混合燃烧，燃烧前最好先脱硫，以降低排烟温度，提高热效率，而对于均含有一定量H2S炼厂尾气可以混合燃烧。探讨了在保持其他组分相对含量不变的情况下，H2、CH4、C2H6和C2H4的摩尔含量分别增加时，对燃气理论燃烧温度和燃烧效率的影响，发现燃气理论燃烧温度和燃烧效率随随H2、CH4、C2H6相对含量增大而降低，而随C2H4相对含量增大而提高，这说明轻烃中碳氢比越高，焓值越高，使得理论燃烧温度升高，从而提高了燃烧效率。　　(3)探讨了回收后的尾气的燃烧过程与炼厂气回收过程的集成，讨论了考虑尾气燃烧的情况下与第2章的经济模型的差异，计算结果表明，由于各网络回收后，单位体积燃气燃烧产生的热值相差不大，尾气燃烧附加的价值相对于氢气的销售价值，对目标的影响较小。因此，回收后的尾气在考虑回收后尾气燃烧的情况下，并不影响最优网络的结构，尾气燃烧不是决定网络结构的主要因素。