本发明公开一种炼油厂气体加氢组合加工工艺，包括如下内容：（a）柴油原料油与循环油在溶氢设备中与氢气混合，然后进入加氢反应器内的加氢精制催化剂和加氢改质催化剂床层在加氢操作条件下进行反应，相邻催化剂床层间设置溶气设备；（b）炼厂气和/或氢气混合后进入任一相邻催化剂床层间设置的溶气设备，同来自上一催化剂床层的反应物流混合后进入下一催化剂床层进行反应；（c）步骤（b）得到的加氢反应物流在溶气设备中与炼厂气和氢气混合后进入补充加氢反应器内的加氢催化剂床层在液相加氢操作条件下进行反应；（d）步骤（c）得到的加氢反应流出物分离为气相和液相，分离得到的气相脱除硫化氢后继续分离得到氢气、加氢处理后的炼厂气。该方法能够同时加氢处理炼厂气和生产清洁柴油。