本发明涉及化工反应器技术领域，公开了一种硝化反应装置和制备硝基苯的方法。该硝化反应装置包括反应腔体，所述反应腔体内设置有若干个反应通道，每个所述反应通道通过隔板隔成进料通道和出料通道，所述进料通道的首端设有进料口，所述出料通道的末端设有出料口，所述进料通道的末端和所述出料通道的首端相互连通。该装置在一个反应通道中具有两条通道，可以使物料在两条通道中沿相反的方向进料和出料，物料沿相反方向流动可以加强进料、出料流体换热，并利用出料物流中的自身反应放热能量加热进料物流，节能降耗的同时使物料温度趋于均匀，从而在不需要加浓硫酸催化剂的条件下能够提高反应速率，有效抑制反应热失控，控制副反应，提高反应产率。