氯化反應

氯化反應一般指將氯元素引入化合物中的反應。在有機化學反應中，氯化反應一般包括置換氯化、加成氯化和氧化氯化；在冶金工業中，利用氯氣或氯化物提煉某些金屬也稱氯化；在水中投氯或含氯氧化物以達到氧化和消毒等目的的過程也稱為氯化。

基本介紹

• 中文名：氯化反應
• 外文名：chlorination；chloration

定義

1、化合物的分子引入氯原子的反應。

有機化合物中，一般有置換氯化和加成氯化兩種類型。

置換氯化，如甲烷分子中的氫可被氯置換而成氯甲烷；在鐵催化劑存在下，苯中的氫被氯置換而生成氯代苯(氯苯)。

加成氯化，如苯在光的作用下與氯加成而生成六六六(六氯環己烷)。

在無機化學中，元素或化合物與氯反應也稱氯化，如硫與氯反應生成一氯化硫；以氯化物穩定的氧化物，在有碳存在時與氯發生的反應，二氧化鈦與四氯化碳作用生成二氧化碳和易揮發的四氯化鈦。

2、在冶金工業中，利用氯氣或氯化物提煉某些金屬也稱氯化(見氯化冶金)。

3、在水中投氯或含氯氧化物以達到氧化和消毒等目的的過程。

氯化，即在化合物中引入氯元素生成含氯化合物。

有機氯化反應類型

加成氯化

CH2= CH2 + Cl2→ClCH2CH2Cl

CH≡ CH + Cl2→CHCl = CHCl

置換氯化

CH4 + Cl2→CH3Cl + HCl

CH3Cl + Cl2→CH2Cl 2+ HCl

C6H6 + Cl2→C6H5Cl + HCl

氧氯化

在氯離子和氧原子存在下氯化，生成含氯化合物。

CH2=CH2 +2HCl + 0.5O2 →ClCH2CH2Cl + H2O

C6H6 + HCl + 0.5O2 →C6H5Cl + H2O

氯化使用的方法

熱氯化

使用熱能激發Cl2，生成氯自由基，再與烴分子反應生成含氯化合物。

光氯化法

以光激發Cl2，生成氯自由基，再與烴分子反應生成含氯化合物。常用UV作光源。在液相中進行，反應條件溫和。

催化氯化法

使用催化劑進行氯化反應，分均相催化和非均相催化。

工業上的氯化反應實例

甲烷熱氯化

反應機理為自由基鏈鎖反應，產物為四種氯代甲烷的化合物，產物組成與溫度有關，主要決定於Cl2 / CH4 比例。工業上Cl2 / CH4=1：3~4，產物以CH3Cl 、 CH2Cl2為主，Cl2 太多，易發生爆炸反應。

烯烴的熱氯化

丙烯熱氯化合成α-氯丙烯

主反應

CH3CH= CH2 + Cl2→ClCH2CH=CH2 + HCl-112.1kg/mol

副反應

ClCH2CH=CH2 + Cl2→ Cl2CHCH=CH2 + HCl

CH3CH= CH2 + Cl2→CH3CHClCH2Cl

CH3CH= CH2 + 3Cl2→3C + 6HCl

工藝條件

反應溫度：高溫有利於取代 ，500~510℃

原料配比

①採用大量過量的丙烯，反應易產生過熱現象，

導致丙烯的燃燒反應。

②大量丙烯循環，不經濟。 C3H6:Cl2=4~5:1

混合條件

工業上，丙烯（預熱200~400℃）

Cl2 （常溫） 混合→反應

防止局部高溫，防止局部Cl2濃度高

不飽和烴的加成氯化

乙炔氣相合成氯乙烯

CH≡ CH + HCl→CH2 = CHCl -124.8KJ/mol

工業催化劑：HgCl2/C

HgCl2含量↑，活性↑，10~20%

溫控：160~180 ℃

乙烯的氧氯化

平衡氧氯化法

此法的原料只需乙烯、氯和空氣，氯氣可全部利用平衡氧氯化法之三步反應：

H2C=CH2 + CL2 → CLH2C-CH2CL

H2C=CH2 + 2HCL + 1/2O2 → CLH2C-CH2CL + H2O

2CLH2C-CH2CL →2H2C=CHCL + 2HCL

總反應：H2C=CH2 + CL2 + 1/2O2 → 2H2C=CHCL + H2O