一种适用于强放热体积减小的催化反应器，涉及一种催化反应器，所述反应器轴心呈U形结构，U形轴心为内气筒（7），内气筒（7）四周，从内向外对称的设置有催化剂床层Ⅰ（6）、催化剂床层Ⅱ（5）、催化剂床层Ⅲ（3）、气体分布筒（2）、外气筒（1）；与外气筒（1）相通的外部设有进气口（4）；催化剂床层Ⅲ（3）中设有换热管（8）；反应原料气沿反应器四周进入催化剂床层、从反应器中心排出，匹配气体体积与流路通道面积的变化；调控不同径向位置发生的反应量；匹配催化剂的梯度装填，催化剂床层内梯度移热管束，平衡床层反应热与换热管束移热完成。本发明反应器尤其适合强放热体积减小反应实现床层气体流速、床层温度等的均匀化的场所。