Việc sản xuất clo lỏng liên quan đến quá trình điện phân dung dịch natri clorua, còn được gọi là nước muối. Nước muối là dung dịch natri clorua đậm đặc được tạo ra bằng cách hòa tan muối trong nước. Quá trình điện phân nước muối được thực hiện trong một tế bào điện phân, bao gồm hai điện cực (cực dương và cực âm) và một màng ngăn cách cực dương và cực âm. Một dòng điện một chiều được truyền qua tế bào, làm cho các ion trong nước muối di chuyển về phía các điện cực. Ở cực dương, các ion clo bị oxy hóa để tạo thành khí clo, trong khi ở cực âm, các ion natri bị khử thành kim loại natri.
Tế bào điện phân chứa đầy nước muối và dòng điện một chiều chạy qua tế bào, làm cho các ion clorua trong nước muối di chuyển về phía cực dương. Ở cực dương, các ion clorua bị oxy hóa để tạo thành khí clo. Khí clo được tạo ra ở cực dương sau đó được thu thập và làm lạnh đến nhiệt độ dưới điểm sôi của nó, làm cho nó ngưng tụ thành dạng lỏng. Clo lỏng được sản xuất sau đó được lưu trữ trong các thùng chứa, chẳng hạn như thùng phuy hoặc bể chứa, cho đến khi sẵn sàng sử dụng.
Việc sản xuất clo lỏng đòi hỏi phải thực hiện một số biện pháp phòng ngừa an toàn, vì đây là một loại khí độc hại và có dễ gây phản ứng. Tế bào điện phân phải được thiết kế để tránh rò rỉ khí clo và phải cung cấp hệ thống thông gió thích hợp để đảm bảo rằng công nhân không tiếp xúc với mức độ nguy hiểm của khí clo. Người lao động cũng phải mặc quần áo bảo hộ, chẳng hạn như găng tay và mặt nạ phòng độc, khi xử lý clo lỏng để tránh kích ứng da và hô hấp.
Để đảm bảo chất lượng của clo lỏng được sản xuất, điều quan trọng là phải kiểm soát nhiệt độ và nồng độ của nước muối được sử dụng trong quá trình điện phân. Nhiệt độ của nước muối phải được giữ trong một phạm vi cụ thể, vì những thay đổi về nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình điện phân. Nồng độ của nước muối cũng phải được giữ trong một phạm vi cụ thể, vì những thay đổi về nồng độ có thể ảnh hưởng đến việc sản xuất khí clo.
Ngoài việc sản xuất clo lỏng, việc sản xuất natri hydroxit cũng là sản phẩm phụ của quá trình điện phân nước muối. Natri hydroxit là một hóa chất ăn da cao được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như sản xuất xà phòng, giấy và dệt may. Việc sản xuất natri hydroxit từ nước muối là một quy trình gồm hai bước, bao gồm quá trình điện phân nước muối để tạo ra khí clo và natri hydroxit, sau đó là trung hòa natri hydroxit bằng axit.
