随着含硫原油和重质原油加工比例的增大，以及原油加工深度和环境保护对油品质量要求的不断提高，加氢工艺得到越来越广泛的应用；但是由于汽油中芳烃含量的限制使得重整装置的加工量减少，也就减少了重整装置副产品氢气的数量，因此炼油厂的氢气来源减少。全球从2000年开始，由重整装置提供的氢气已远远满足不了加氢工艺的需求，约有50％～70％的炼油厂缺乏氢气。国内炼油厂的情况也一样。有鉴于此，笔者应用质量集成方法研究了炼油厂氢气网络的集成技术问题，并以此确定了氢气网络的最优供应方案。 本文的主要内容包括： 1．综述了过程系统工程中质量集成的发展状况，包括研究内容、研究方法等。说明了质量集成在可持续发展过程中关于原料充分利用和废料最小化等研究中的重要性。 2．介绍了具有1200万吨／年加工能力的镇海炼化氢气网络中各个装置的规模、装置模型及操作数据。包括加氢精制、加氢裂化、催化重整、制氢和变压吸附装置等。其中重点介绍了加氢装置的流程，包括加氢装置各种操作条件对反应的影响；加氢装置对新氢、循环氢的需求；加氢装置产生的高压弛放气、低压弛放气、脱硫化氢干气和瓦斯气的特点及可能的用途。 3．使用超结构建模方法优化了镇海炼化现有的氢气网络。模型包括氢源和氢阱的划分，超结构图形表示方法、优化目标、约束条件等。模型采用序贯二次规划算法求解优化问题。结果显示：如果适当改造现有氢气网络流程，镇海炼化每年可以节省7023万元的氢气费用。 4．本文首次提出了提纯装置集成设计方法，把广泛使用的变压吸附、膜分离和深冷分离装置以超结构的方式组合在一起，充分发挥了各种提纯装置的优点。建立了包括提纯装置的流程模型、投资费用和操作费用在内的提纯装置集成模型，并和氢气网络超结构模型结合在一起进行优化。结果显示：如果镇海炼化新增加一套12kNm~3／h的膜分离装置，并调整氢气提纯流程和氢气供应流程，网络操作费用可以进一步降低，每年还可以节省4937万元。 5．本文进一步提出了O-H双网络灵敏度分析的创新方法。通过综合考虑炼油厂油网络和氢网络，确定网络中的敏感装置以及相应的参数。灵敏度分析计算过程中，改变这些敏感装置的操作参数，考察在当前操作点附近油网络的利润增加和氢气网络成本提高的变化趋势，从而可以为提高炼油厂全厂利润指明方向。以镇海炼化加氢裂化为例，模拟研究发现如果适当改变某些装置的操作条件，把PSA氢气的纯度从99%降低到98%，加氢裂化的新氢纯度从94%提高到97%，可以为企业每年增加588.2万元的效益。