本发明提供了一种提高拔头油类轻烃附加值的工艺，该工艺为：由富含碳四碳五碳六烷烃的物流经过催化脱氢及氧化脱氢生产丁二烯和戊二烯后，将剩余的烃物流送入低温芳构化反应器，生产芳烃含量高的高辛烷值汽油调和组分。由于本发明提供的工艺在催化脱氢和低温芳构化两个反应单元之间，加入了氧化脱氢单元、二烯烃单元和二烯烃分离单元，因此，可在生产高辛烷值汽油的过程中，副产一定量的高价值的二烯烃，提高了工艺的经济效益和市场竞争性，也为更加精细化的利用低碳烷烃类提供了一种新工艺。