气液逆流反应器是一种气液逆流接触的化学反应装置，其工业应用十分广泛，反应器种类多样，但仍有很大开发潜力。本文提出了一种新反应器形式，小通道逆流反应器。基本结构为：将催化剂颗粒负载于小直径管壁上；将管道并列成排，制作成为规整填料，或者使用蜂窝结构的整体催化剂，填充于塔内进行气液逆流操作。反应器内部传质好；散热快速、均匀，尤其适合放热反应；催化剂再生和更换方便。小管径管道是此种反应器形式的核心。为使反应器实现应用，需研究两个关键方面：反应器的流体力学性能和反应器传质效率。本文在流体力学和传质角度，针对单个管道研究气液逆流操作下管道的流体力学和传质情况。研究单个平切口管道内的气液逆流接触的情况，提出了管道内气液逆流流型定义，例如涡流、环流、环流液泛等等。归纳了管径2mm-7mm管道的流型区，发现流型区域的分布很有规律。各种流型的气量范围在0-3000ml/min内，液量范围在0-50ml/min内，气、液量和操作范围较小。发现平切口管道的进出口处气液容易发生冲突是产生这些流型的原因，各流型压降和液膜状态较难保持稳定。研究了多种流型的稳定性。发现各种流型压降均不稳定，其中环流的压降波动相对较小。但是涡流、环流、环流液泛等可以维持进液和出液的平衡；其传质系数可以达到0.2s^-1以上，比常规管道中环流的传质系数高1个数量级，气液接触十分充分；其正常操作的气、液量（操作负荷）可以满足苯加氢工艺的操作要求。在气、液速较小和允许存在压降波动的场合下具有很大的应用价值。设计了管道的不同进出口结构，对比研究其液泛特性。结果表明，管道的进出口对液泛特性有明显的影响，进出口越圆滑液泛气速越大。I管的进出口形式最圆滑，可以有效避免气、液在进出口处发生冲突，压降波动很小，气、液可以平稳的以环流形式逆流接触。液泛气速最高可达7.6m/s，远远高于平切口管道内的操作气速。使用圆滑进出口的管道，考察了管径和管长对液泛特性和环流传质效果的影响。发现长度增大后，管道的液泛气速相差不大，压降有所增大；管子进口处的传质系数最高(可达0.08s^-1以上)，管子随长度增加传质效果下降。管径缩小后，液泛气速迅速减小，但是传质系数增大。使用wallis关联式对液泛数据进行关联，回归出了相应的常数值。小管道压降一般为50Pa/m，与其他反应精馏设备相比，操作弹性和压降处在一个数量级，气液传质效率具有一定优势，满足反应精馏、石油加氢过程的设计极限和操作要求。