在一些化工生产过程中，在反应物料之间发生复杂的快速平行竞争反应或者快速串连竞争反应时，反应产物或中间产物与原料某组分可能会进一步发生反应；这些反应进行的程度与各种物料的浓度分布状况有直接的关系。所以，物料之间的初始混合效果会极大地影响最终的产物分布、目的产品的收率和质量，并同时影响全生产过程的设计和能耗等指标。

例如，采用光气化方法生产异氰酸酯（MDI或者TDI）时，该反应过程主要包括冷光气化阶段和热光气化阶段。在冷光气化阶段，将液态的多胺和液态的光气分别溶解在惰性溶剂中，例如氯苯、二氯苯、甲苯、氯化萘、1，2，4-三氯苯等，并使它们在0～90℃的低温下进行反应。在此阶段，主要生成酰胺和多胺的盐酸盐，以及少量的脲类化合物。主要反应如下：

在冷光气化反应阶段，多胺首先与光气发生反应（1），生成氨基甲酰氯，这是一个快速放热反应，反应在瞬间完成；同时，反应（1）产生的HCl与多胺发生快速反应（2），生成多胺盐酸盐。氨基甲酰氯和多胺盐酸盐都是不溶于反应体系的固体物质。当光气与多胺局部混合效果较差时，溶液中局部过量的多胺将与氨基甲酰氯或者异氰酸酯发生反应（3）和（4），生成副产物脲，脲为不溶解于反应体系的粘稠状物质。该过程为复杂的多步串联竞争反应。主反应为瞬间反应，其反应的时间尺度在毫秒级或者以下；生成的产物进一步与原料发生快速反应，生成不溶解于体系的副产物。因此，两种原料的初始混合效果将直接影响主产物的收率和选择性。成功地设计快速液体混合反应器，提高两股原料物流的初始混合效果，对于增加主产物的收率和选择性，减小副产粘稠状物质的生成具有重要的意义。

又例如，当采用苯胺和甲醛生产多亚甲基多苯基多胺时，该反应过程主要包括成盐反应阶段、预缩合反应阶段、转位反应阶段。在预缩合反应阶段，将苯胺盐酸盐和循环液的混合液与甲醛快速混合在20-90℃发生预缩合反应，甲醛的微观浓度越均匀越好，局部的甲醛过量将生成大分子产物，致使杂质增多，如果甲醛局部过量较大，将生成网状高分子化合物，该化合物不溶于溶剂，很容易堵塞设备，影响正常的生产操作。因此，两种物料的初始混合效果将直接影响主产物的收率和选择性。成功地设计快速液体混合反应器，提高两股原料物流的初始混合效果，对于增加主产物的收率和选择性，减小杂质的生成具有重要的意义。

错流混合是实现流体间快速混合的一种重要方法，其中一种方式为一股流体通过若干个小孔错流射入另外一股流体中，由于流体通过小孔后被分成了很多股细小流股喷射进入主体流，在射入后每一股流体迅速被主体流股包围，从而实现两股流体之间的快速混合。

美国专利US5,117,048中披露了一种孔射流喷射反应器（如图1），该反应器是将一股流体（多胺）通过缩径处均匀分布的小孔呈错流式喷射进入主流体（光气），实现两股流体的快速混合。该反应器主要通过缩径设计来增强两股物料的湍动程度，从而强化物料之间的初始混合效果。该喷射反应器可减少用于稀释反应物的溶剂的用量。

美国专利US5,931,579中披露了一种通过转子和定子相互咬合实现混合的反应器（如图2），该反应器是将两股流体加入到转子和定子之间，通过转子的旋转实现两股物料的混合。由于转子的搅动作用，湍流程度增加，从而实现两股流体的快速混合，进一步降低反应物的溶剂用量。

通过以上的分析可以看出，将两股物料在第一时间进行均匀混合非常重要。通过一股流体快速喷射进入另一流体的孔射流反应器或将两流股加入到转子搅拌区域的搅拌式反应器，在一定程度上都可以实现物料之间的快速混合。由于流股都有厚度，要想实现充分的混合都需要一定的空间和湍动区域。当流股的流量都比较低的时候，两股物流混合起来还相对比较容易，但是当生产能力较大时，由于流道的变大，两股物料就不能在较短的时间内混合均匀，势必需要一段混合距离，这样发生副反应的机会大大增加。由于以上两种混合器的生产能力存在最大极限，而且高负荷下的反应效果变差，因此需要开发更为有效的快速混合设备，以实现大规模生产能力下物料之间的快速混合、快速反应。