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乙苯脱氢反应单元是苯乙烯装置中的重要组成部分，其作用是在高温负压并且有催化剂存在的条件下，把前部单元送来的乙苯原料转化成重要的化工产品——苯乙烯单体。
目前，国内外关于乙苯脱氢反应器工艺分析与先进控制的研究尚不够完善，更多的集中在反应动力学和催化剂研制等方面，而对与操作直接相关的动态机理建模和基于动态模型基础上的控制未见报道。乙苯脱氢反应器为高度非线性多变量分布参数系统，对于这类安全性要求很高的反应器，系统辨识建模是不允许的，另外测试模型的准确性不够高，不能完全反映反应机理。机理建模无需对生产进行人为干扰，且能较好地反映化工生产实际，对乙苯脱氢反应器进行机理建模是一个合适的选择。
本文在深入理解乙苯脱氢反应器反应机理的基础上，针对当前反应器操作现状，提出了以宏观反应热为被控变量，实现反应深度控制。由于宏观反应热综合了影响反应深度的各种因素，它既包括了人们通常关心的反应温度，又包括水烃比、原料预热温度等其它相关因素。因此，维持反应热平稳，可使反应深度平稳，从而使整个装置操作较平稳。由于调节手段的限制，本文还提出了以加热炉出口温度和宏观反应热协调控制策略，这样既能保证加热炉温度在规定区域内变化，又能使脱氢反应在规定的深度进行。
本文提供了脱氢反应器宏观反应热的在线实时计算的软测量系统，建立了乙苯脱氢反应器单元的动态机理模型；并对控制模型进行了仿真试验，模型校验、系统稳定性及动态性能分析；将研究成果成功应用到了实际生产装置，产生了较大的经济效益和社会效益。