本发明公开了属于化工合成技术领域的一种氯化丁基橡胶合成工艺。该工艺包括丁基橡胶氯化以及氯化混合液中和两个串联的过程。该工艺利用管道式反应器使Cl2的烷烃溶液与丁基橡胶的烷烃溶液混合启动氯化反应，在后续管道内经过6~60s的停留时间后，再利用另一管道式反应器引入碱液启动中和反应，在后续管道内经过20~300s的停留时间后结束反应。该工艺的特点是反应速度快，反应时间短且能够得到比较准确地控制，有利于抑制仲位氯取代的主产物向伯位氯取代的副产物转变，所得产物的各项指标优良。