构型化催化剂床层是固定床反应器强化的有效手段，有效构建并平衡反应器、催化剂颗粒和粒内微孔三个尺度的流体分布、传质特性和反应性能是建立高效气液固三相反应器的关键。本申请针对近临界条件下以氧化锌为催化剂制备生物柴油的酯交换反应的特点，利用电化学刻蚀的方法制备具有规则微米级传输孔道的丝状负载催化剂。对丝状催化剂进行特殊组装，液相油脂经过分布器沿垂直平行组装的丝状催化剂自然下流，并与水平方向甲醇蒸汽错流接触，由甲醇蒸汽冷凝提供热量。研究具有垂直于表面平行传输孔道的催化剂的制备原理，系统研究该反应条件下的流体分布、传质及反应特性,研究整个反应器内的能量和质量交换，建立该气液固三相反应器的数学模型，从三个不同尺度研究三相反应器复杂系统的优化原理。通过对反应器及反应构件在三个尺度层面上的均衡优化，实现生物柴油酯交换过程反应与分离的耦合，为开发新型构型反应器提供理论基础。