本发明公开了一种羟基乙腈氨化反应装置,包括:预混合单元,用于接收并混合反应原料;所述预混合单元包括微尺度预混合器;多级反应单元,设于预混合单元的下游,接收混合后的反应原料;所述多级反应单元包括依次串联设置的多级反应器,并且控制多级反应器中的反应温度逐级提升;且控制一级反应器中的反应温度大于预混合单元中的混合温度。所述微尺度预混合器包括流体分布器、流体均混器;所述流体分布器穿设在所述流体均混器沿流体流动方向的前端、且与流体均混器连通。并且相应提供了羟基乙腈氨化反应工艺。本发明的羟基乙腈氨化反应装置及工艺可以降低氨化反应中有色基团和副产物的形成几率,从而降低脱色和分离成本,适合工业化生产。