Protočni reaktor je kemijski proces u kojem se sirovine dodaju u reakcijsku posudu, obično niz cijevi, kako bi se kontinuirano stvarali proizvodi. Ovo se razlikuje od šaržnog procesa, gdje se svi materijali dodaju i reagiraju, zatim uklanjaju i obrađuju. Protočne reakcije se nastavljaju sve dok se sirovine dodaju na jednom kraju i mogu se koristiti i za tekućine i za plinove.
Dizajn protočnog reaktora obično je niz cijevi unutar ljuske s kontroliranom temperaturom. Toplina ili rashladna tekućina može se dodati u školjku kako bi se osigurala kontrola temperature reakcije unutar cijevi. Reaktor može biti izrađen od metala, plastike ili kompozita prema potrebi kako bi se spriječilo da sirovine napadaju na njega.
Dizajn cijevi za protočni reaktor može se uvelike razlikovati ovisno o željenim reakcijama. Rijetko su epruvete prazne, jer u praznim epruvetama neće doći do miješanja; materijali će ostati odvojeni unutar cijevi i neće reagirati. Zavojnice manjih cijevi, mali oblici koji se nazivaju pakiranje ili unutarnje barijere zvane pregrade koriste se za miješanje reaktanata, ili sirovina, zajedno.
Postavljanje spiralnih cijevi unutar protočnog reaktora može pomoći pri miješanju ili prijenosu topline. Zavojnice dodaju udaljenost kemikalijama da putuju u reakcijskom dijelu, dajući više vremena za odvijanje kemijskog procesa. Tekućine za grijanje ili hlađenje također mogu biti unutar zavojnica, a reaktanti vani, radi bolje kontrole temperature. Veličina cijevi, koja mijenja unutarnji promjer ili poprečni presjek, može se mijenjati kako bi se promijenile brzine protoka reaktanata.
Cijevi se mogu pakirati raznim materijalima ovisno o tome koje su reakcije potrebne. Neke kemikalije zahtijevaju katalizator, materijal koji ubrzava reakcije, a da se ne potroši u procesu. Katalizatori se mogu dodati staklenim keramičkim perlama ili drugim materijalima i pakirati u cijevi. Pakiranje bez katalizatora također se može koristiti za pomoć pri miješanju reaktanata, što je često potrebno ako se toplina ili hlađenje primjenjuju na vanjsku stranu cijevi. Bez miješanja, materijal najbliži zidovima cijevi bit će prevruć ili hladan, što će utjecati na kvalitetu proizvoda.
Pregrade se mogu uvelike razlikovati u dizajnu, ali sve pomažu miješanju stvarajući vrtloge ili vrtloge turbulencije unutar cijevi. To mogu biti slojevi mreže ugrađeni u cijevi ili utori koji su strojno obrađeni u stijenkama cijevi. Katalizatori se također mogu obložiti na površine pregrade, pružajući kontrolu reakcije uz miješanje.
Dizajn protočnog reaktora također uzima u obzir brzinu reakcije kemikalija. Kretanje kemikalija kroz sve cijevi mora biti isto, ili se kvaliteta gotovog proizvoda može razlikovati od svake cijevi. Dizajniranje brzina protoka za dobivanje uvjeta protoka u čepu osigurava dosljedan proizvod. Protok čepa je karakteristika dizajna cijevi i kontrole brzine protoka gdje je vrijeme koje reaktanti provode u reaktoru isto bez obzira na to koja se cijev promatra.