氯化反應(yīng)常用于染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料等有機(jī)化合物的合成中，但是氯氣毒性強(qiáng)，泄漏危害極大。氯化反應(yīng)熱量大，傳統(tǒng)工藝常因溫度控制不穩(wěn)導(dǎo)致副反應(yīng)含量較高；另一方面，傳統(tǒng)工藝為了追求較高的轉(zhuǎn)化率，氯氣一般過(guò)量很多；微通道反應(yīng)器可以很好的控制氯氣的用量，精確物料配比，降低多氯代副產(chǎn)物的含量，強(qiáng)化反應(yīng)過(guò)程，提高轉(zhuǎn)化率和收率，提高反應(yīng)的安全性。

用氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中具有重要的作用。主要是因?yàn)槁葰獾姆磻?yīng)活性特別高。高活性意味著與底物反應(yīng)速度快，反應(yīng)選擇性差，容易導(dǎo)致過(guò)度氯化及氧化。因此，氯化反應(yīng)在常規(guī)反應(yīng)器中常常是難以控制甚至是失控的。其直接的結(jié)果是副反應(yīng)多、污染環(huán)境、產(chǎn)品質(zhì)量差、有爆炸危險(xiǎn)等。氯化反應(yīng)工藝是國(guó)家重點(diǎn)監(jiān)管危險(xiǎn)化工工藝之一。

氯氣與反應(yīng)原料中活潑氫的自由基取代反應(yīng)，是碳?xì)滏I功能化的重要手段。比如，對(duì)芐位的氯化，可以得到一氯和多氯等中間體，繼而可以轉(zhuǎn)化為其他中間體；對(duì)乙酰乙酸乙酯的活潑亞甲基氯化，是獲得多種雜環(huán)的有效途徑。

傳統(tǒng)的氯化工藝通常為釜式鼓泡通氯，氯氣利用率很低，選擇性控制困難。降膜反應(yīng)器雖然可以減少返混，但是依然需要循環(huán)回收大過(guò)量的氯氣。

連續(xù)流微通道反應(yīng)器為氯化提供了另外一種連續(xù)化的選擇。氯氣和原料以順流的方式進(jìn)入反應(yīng)器，原料當(dāng)量可以準(zhǔn)確控制。在一定的溫度下實(shí)現(xiàn)理想的平推流操作，從而提升反應(yīng)的選擇性。

氯化反應(yīng)需要對(duì)氯氣的流量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，因此氯氣進(jìn)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能是成功的關(guān)鍵因素之一。

一、氯化反應(yīng)工藝危險(xiǎn)特點(diǎn)

（1）氯化反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程，尤其在較高溫度下進(jìn)行氯化，反應(yīng)更為劇烈，速度快，放熱量較大；

（2）所用的原料大多具有燃爆危險(xiǎn)性；

（3）常用的氯化劑氯氣本身為劇毒化學(xué)品，氧化性強(qiáng)，儲(chǔ)存壓力較高，多數(shù)氯化工藝采用液氯生產(chǎn)是先汽化再氯化，一旦泄漏危險(xiǎn)性較大；

（4）氯氣中的雜質(zhì)，如水、氫氣、氧氣、三氯化氮等，在使用中易發(fā)生危險(xiǎn)，特別是三氯化氮積累后，容易引發(fā)爆炸危險(xiǎn)；

（5）生成的氯化氫氣體遇水后腐蝕性強(qiáng)；

（6）氯化反應(yīng)尾氣可能形成爆炸性混合物。

因此，在有機(jī)氯產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論是從實(shí)現(xiàn)潔凈生產(chǎn)工藝，還是為保證產(chǎn)品品質(zhì)以及生產(chǎn)安全，對(duì)有機(jī)氯化反應(yīng)進(jìn)行有效的控制都是非常必要的。微反應(yīng)器技術(shù)重點(diǎn)解決了傳統(tǒng)攪拌釜的低效傳質(zhì)和低效換熱性能問(wèn)題，并能實(shí)現(xiàn)工藝從研發(fā)規(guī)模到生產(chǎn)規(guī)模的直線放大，而無(wú)放大效應(yīng)。同時(shí)，微反應(yīng)器將傳統(tǒng)的間歇式操作方式改造成連續(xù)化進(jìn)出料方式，在生產(chǎn)的自動(dòng)化控制、質(zhì)量控制和安全控制等方面彰顯出卓越的優(yōu)勢(shì)。

微通道反應(yīng)器可以大幅提高傳熱傳質(zhì)，強(qiáng)化反應(yīng)和換熱效果，同時(shí)，因其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物料配比、反應(yīng)溫度等工藝條件進(jìn)行精確地控制，使得化學(xué)反應(yīng)可以精確配比、嚴(yán)格控溫、高選擇性、綠色安全的進(jìn)行，也為解決傳統(tǒng)氯化產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的諸多問(wèn)題提供了切實(shí)可行的解決途徑。

氯化反應(yīng)，主要針對(duì)用氯氣做為原料來(lái)進(jìn)行的取代反應(yīng)，因?yàn)槁葰馕ｋU(xiǎn)性，采用微通道反應(yīng)器，一個(gè)是氯氣的摩爾當(dāng)量更合理，一個(gè)安全性更可控。由于氯化反應(yīng)過(guò)程很多情況下會(huì)產(chǎn)生HCl，對(duì)傳統(tǒng)金屬設(shè)備腐蝕較為嚴(yán)重，材質(zhì)問(wèn)題也是實(shí)現(xiàn)氯化產(chǎn)品安全生產(chǎn)需要解決的一個(gè)問(wèn)題。碳化硅、玻璃微反應(yīng)器能對(duì)強(qiáng)酸等高腐蝕性反應(yīng)工況設(shè)計(jì)的，為氯化反應(yīng)的安全進(jìn)行提供了可靠保障。玻璃材質(zhì)微反應(yīng)器不僅有很好的耐腐蝕性能，還可以通過(guò)光照，進(jìn)行光氯化反應(yīng)。

與傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)相比，使用微反應(yīng)器不但大大縮短了氯化反應(yīng)時(shí)間，而且提高了反應(yīng)的收率和選擇性，提高產(chǎn)品質(zhì)量，還可以減少溶劑的使用，從而減少三廢，減輕環(huán)保壓力。

氯化反應(yīng)簡(jiǎn)介：在有機(jī)化合物分子中引入一個(gè)或多個(gè)氯原子的反應(yīng)稱為氯化反應(yīng)。

      氯化反應(yīng)類型：有機(jī)化合物的氯化，包括取代氯化、加成氯化以及氧氯化等。

氯化反應(yīng)機(jī)理：氯化反應(yīng)從機(jī)理大體上可以分為自由基鏈反應(yīng)機(jī)理和離子基反應(yīng)機(jī)理兩種。

自由基鏈反應(yīng)機(jī)理：屬于這一反應(yīng)機(jī)理的有熱氯化和光氯化兩類。反應(yīng)包括鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)（鏈傳遞）和鏈終止3個(gè)階段，是一個(gè)連串反應(yīng)過(guò)程。

離子基反應(yīng)機(jī)理：催化氯化大多屬于離子基反應(yīng)機(jī)理，常用的是非質(zhì)子酸催化劑，如FeCl3、AlCl3等。烴類雙鍵和叁鍵上的加成、烯烴的氯醇化（次氯酸化）、氫氯化（以HCl為氯化劑的氯化反應(yīng)）以及氯原子取代苯環(huán)上的氫的催化氯化都屬于這類反應(yīng)機(jī)理。

二、典型工藝

取代氯化：發(fā)生在氯原子與有機(jī)物氫原子之間。典型工藝如：氯取代烷烴的氫原子制備氯代烷烴；氯取代萘的氫原子生產(chǎn)多氯化萘；甲醇與氯反應(yīng)生產(chǎn)氯甲烷等。

加成氯化：發(fā)生在氯原子與不飽和烴之間。典型工藝如：乙烯與氯加成氯化生產(chǎn)1,2-二氯乙烷；乙炔與氯加成氯化生產(chǎn)1,2-二氯乙烯；乙炔和氯化氫加成生產(chǎn)氯乙烯等。

氧氯化：在氯離子和氧原子存在下氯化，生成含氯化合物。典型工藝如：乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷；丙烯氧氯化生產(chǎn)1,2-二氯丙烷；甲烷氧氯化生產(chǎn)甲烷氯化物等。

其他工藝：硫與氯反應(yīng)生成一氯化硫；四氯化鈦的制備；黃磷與氯氣反應(yīng)生產(chǎn)三氯化磷、五氯化磷等。

三、氯化反應(yīng)在微反應(yīng)器技術(shù)中應(yīng)用案例介紹

苯甲基氯化：微反應(yīng)器應(yīng)用結(jié)果反應(yīng)時(shí)間9.3秒,轉(zhuǎn)化率50%,選擇性81%，而釜式反應(yīng)轉(zhuǎn)化率44%,選擇性65%。

脂肪酸氯化：微反應(yīng)器應(yīng)用結(jié)果收率90%以上，只有0.01%二氯副產(chǎn)物，而釜式反應(yīng)中有3.5%二氯副產(chǎn)物。

     吡啶化合物的氯代。