本发明公开了一种采用复叠制冷和分离式连续转化器的氢液化系统，属于制冷与低温工程技术领域。该系统包括常压预冷冷箱、真空深冷冷箱、低温吸附器、压缩机组和膨胀机组，预冷段采用丙烯/二氧化碳复叠制冷辅助氮循环制冷，深冷段采用改进的双压氢循环制冷，原料氢气经多级换热器降温和末端节流阀节流后实现液化。上述系统真空深冷冷箱中板翅式换热器的产品氢气通道中填充正仲氢转化催化剂并与主换热器分离，实现液氢产品中仲氢含量不低于98％，每天能生产液化氢气13～25吨，系统比能耗不超过9.5kWh/kg液氢。该氢液化系统能耗低，预冷冷箱和深冷冷箱采用不同的设计方案，连续转化器与主换热器分离，降低了运行成本、设备造价以及维修成本。