第六节　氯化

一、氯化反应及其应用

1.定义

氯化是指以氯原子取代有机化合物中氢原子的反应。根据氯化反应条件的不同，有热氯化、光氯化、催化氯化等，在不同条件下，可得不同产品。

广泛使用的氯化剂有液态氯、气态氯、气态氯化氢、各种浓度的盐酸、磷酰氯、硫酰氯、三氯化磷、次氯酸钙等。

2.工业应用

工业生产通常采用天然气（甲烷）、乙烷、苯、萘、甲苯及戊烷等原料进行氯化，制取溶剂、各种杀虫剂等产品。如氯仿、四氯化碳、氯乙烷、苯酚、1-氯萘等产品。

（1）天然气（甲烷）氯化生产氯仿和四氯化碳等产品。氯仿用作脂肪、树脂、橡胶、磷、碘等的溶剂，在医药上用作麻醉剂；四氯化碳用作溶剂、有机物的氯化剂、香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、灭火剂、分析试剂，并用于制药工业等。氯化反应式分别为：

CH4+3Cl2 CHCl3+3HCl

CH4+4Cl2 CCl4+4HCl

（2）乙烷氯化生产氯乙烷。氯乙烷用作硫、磷、油脂、树脂、蜡等的溶剂，农业上用作杀虫剂，医药上用作外科局部麻醉剂。氯化反应式为：

CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl

（3）苯经过氯化生产氯苯。氯苯主要用于制造苯酚、一硝基氯苯、二硝基氯苯、二硝基苯酚和苦味酸等。氯化反应式为：

（4）萘氯化生产1-氯萘。1-氯萘用作高沸点溶剂、增塑剂等。氯化反应式为：

二、氯化的危险性分析

（1）氯化反应的各种原料、中间产物及部分产品都具有不同程度的火灾危险性。

（2）氯化剂具有极大的危险性。氯气为强氧化剂，能与可燃气体形成爆炸性气体混合物；能与可燃烃类、醇类、羧酸和氯代烃等形成二元混合物，极易发生爆炸。氯气与烯烃形成的混合物，在受热时可自燃；与二硫化碳混合，会出现自行突然加速过程而增加爆炸危险；与乙炔的反应极为剧烈，有氧气存在时，甚至在-78℃的低温也可发生爆炸。三氯化磷、三氯氧磷等遇水会发生快速分解，导致冲料或爆炸。漂白粉、光气等均具有较大的火灾危险性。有些氯化剂还具有较强的腐蚀性，损坏设备。

（3）氯化反应是放热反应，有些反应温度高达500℃，如温度失控，可造成超压爆炸。某些氯化反应会发生自行加速过程，导致爆炸危险。在生产中如果出现投料配比差错，投料速度过快，极易导致火灾或爆炸性事故。

（4）液氯汽化时，高热使液氯剧烈汽化，可造成内压过高而爆炸。工艺、操作不当使反应物倒灌至液氯钢瓶，则可能与氯发生剧烈反应引起爆炸。

三、氯化的安全技术要点

（1）车间厂房设计应符合国家爆炸危险场所安全规定。应严格控制各种点火源，车间内电气设备要防爆，通风良好。易燃易爆设备和部位应安装可燃气体监测报警仪，设置完善的消防设施。

（2）最常用的氯化剂是氯气。在化工生产中，氯气通常液化储存和运输，常用的容器有储罐、气瓶和槽车等。储罐中的液氯进入氯化器之前必须先进入蒸发器使其汽化。在一般情况下不能把储存氯气的气瓶或槽车当储罐使用，否则有可能使被氯化的有机物质倒流进气瓶或槽车，引起爆炸。一般情况下，氯化器应装设氯气缓冲罐，以防止氯气断流或压力减小时形成倒流。氯气本身的毒性较大，须避免其泄漏。

（3）液氯的蒸发汽化装置，一般采用水汽混合作为热源进行升温，加热温度一般不超过50℃。

（4）氯化反应是一个放热过程，氯化反应设备必须具备良好的冷却系统；必须严格控制投料配比、进料速度和反应温度等，必要时应设置自动比例调节装置和自动联锁控制装置。尤其在较高温度下进行氯化，反应更为剧烈。例如在环氧氯丙烷生产中，丙烯预热至300℃左右进行氯化，反应温度可升至500℃，在这样的高温下，如果物料泄漏就会造成燃烧或引起爆炸；若反应速率控制不当，正常冷却失效，温度剧烈升高亦可引起事故。

（5）反应过程中存在遇水猛烈分解的物料如三氯化磷、三氯氧磷等，不宜用水作为冷却介质。

（6）氯化反应几乎都有氯化氢气体生成，因此所用设备必须防腐蚀，设备应保证严密不漏，且应通过增设吸收和冷却装置除去尾气中的氯化氢。