اهداف ویژه ای در صنایع نفت، ما را به سوی بهینه سازی مصرف هیدروژن در پالایشگاه ها و واحدهای پتروشیمی هدایت می کند که از آن جمله می توان به وضع قوانین جدید برای تولید سوخت های پاک (سوخت های با گوگرد پایین) و حرکت به سمت استفاده از نفت خام سنگین و کاهش فروش مستقیم آن را نام برد. همچنین افزایش خلوص هیدروژن در ورودی راکتورها، باعث بهبود میزان تبدیل در داخل راکتور شده و به افزایش عمر کاتالیست ها کمک می نماید. خرید هیدروژن از خارج نیز گران قیمت بوده و مقرون به صرفه نمی باشد. این عوامل پالایشگاه ها را مجبور به یافتن راه حلی جهت بهبود مصرف هیدروژن می نماید. در این پایان نامه ابتدا ضرورت مدیریت هیدروژن در پالایشگاه ها را بررسی کرده و پس از آن مروری کوتاه بر واحدهای تولیدکننده، مصرف کننده و بازیافت هیدروژن می شود. در ادامه، بهینه سازی مصرف هیدروژن به کمک انتگراسیون فرایندها بررسی شده و در پایان، شبکه ی توزیع هیدروژن پالایشگاه کرمانشاه بر اساس یک روش ریاضی جدید، به نام ابرساختار مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. در این روش بر اساس قید فشار، شبکه ی توزیع هیدروژن در پالایشگاه در دو حالت بررسی می شود. در حالت اول فقط با تجهیزاتی که در حال حاضر در پالایشگاه موجود است، بهینه سازی انجام می شود. در این حالت، خروجی واحد تولید هیدروژن و هزینه های سالیانه کاهش نمی یابند. اما در حالت دوم، با فرض این که از نظر اقتصادی، توانایی خرید دستگاه های جدید وجود داشته باشد، بهینه سازی انجام می گردد و واحدهای بازیافت هیدروژن از نوع غشاء و psa مورد مقایسه قرار می گیرد، که استفاده از آن ها منجر به برنامه ریزی غیرخطی در شبکه با هدف کاهش تولید هیدروژن در واحد تولیدی و همچنین کاهش هزینه های سالیانه می شود، که نتایج مزیت استفاده از غشاء را نشان می دهد بگونه ای که هزینه های سالیانه به میزان 19% کاهش می یابد.