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本实用新型公开了一种控温气床甲醇合成反应器,包括反应器壳体,反应器壳体的顶部设有冷激气进口和热电偶接口,反应器壳体的底部设有反应气出口、原料气进口及触媒卸料口,反应器壳体内设有气体分布器及轴向反应器。轴向反应器包括密封套装在反应器壳体内的圆筒状外壳和轴向设于圆筒状外壳内的若干列管,列管与圆筒状外壳之间装填有催化剂。本实用新型利用反应气与未反应气逆流间接换热的方式控制催化剂床层温度,使得整个催化剂床层的温差小,能够充分发挥全床层催化剂活性,提高反应效率;同时回收反应热。