本发明属于石油化工技术领域，公开了一种炼油厂PSA解吸气及催化再生烟气的回收再利用工艺。所述工艺流程为：PSA解吸气经烃类蒸汽制氢转化炉在催化剂作用下反应生成转化气；催化再生烟气经压缩加热后与转化气混合进入中温变换反应器，在催化剂的作用下反应得到变换气；变换气经换热降温后依次进变换气?水分离罐、低温甲醇洗单元回收CO2、甲烷化单元脱除总碳后送氨合成单元，在催化作用下经循环反应得到NH3产品。本发明实现了解吸气中氢气和烃类物资以及CO的高效利用，且浓缩催化再生烟气和解吸气中CO2纯度到99%以上，具有显著的节能减排作用。