本发明公开了一种甲基芳烃氧化反应系统，包括塔式反应器和其内下部的超细气泡破碎器，超细气泡破碎器包括连通气体进口的气体腔和竖直于气体腔内的气液通道，气液通道为贯通气体腔的管道，管道侧壁有连通气体腔的气孔，塔式反应器包括尾气出口、循环液体出口和循环液体进口，液体原料进口连通塔式反应器的上部，尾气出口设置于塔式反应器的上部，循环液体出口通过液体循环管路穿过循环液体进口连通气液通道，液体循环管路上设置有循环泵，并连通产物出口。本发明所述的甲基芳烃高效氧化反应系统，具有气体压降小、气液传质反应面积大，气体利用率高，能效高等优点，适用于空气或氧气氧化甲基芳烃制备芳香醛或芳香酸。
