本发明属于一种气固短接触时间的反应装置及其应用，所述反应装置包括提升管反应器、沉降反应器、气固分离器以及返料装置；所述提升管反应器穿设于沉降反应器的底部，提升管反应器的出料口高于沉降反应器的底部出料口；气固分离器用于产品气与催化剂颗粒的分离；所述返料装置收集沉降反应器底部出料口输送的催化剂颗粒以及气固分离器得到的催化剂颗粒，并将收集得到的催化剂颗粒返回至提升管的底部；所述提升管的底部设置有原料气入口管道。本发明通过提升管反应器实现催化剂颗粒与气体的较短时间接触，避免乙烯等目标产物的深度氧化，同时催化剂颗粒携带反应热，在反应器外部进行换热，使得反应器内的热点温度降低，有利于提高目标产物的选择性。