除草剂2,4-滴异辛酯的工艺改进研究

摘自：《山东化工》2025年09期

作者：张华; 李浩桤（山东科源化工有限公司）

2,4-滴异辛酯（2,4-二氯苯氧乙酸异辛酯），英文名称2,4-D-isoctyl，是一种选择性苗后茎叶处理触杀型除草剂，适用作物有大豆、玉米、小麦；防除对象包括小蓟、苣荬菜、鸭跖草、问荆、藜、蓼、米瓦罐、龙葵、苘麻、离子草、繁缕、苋菜、葎草、苍耳、田旋花等一年生或多年生阔叶杂草。

目前工艺路线

基于历史原因，国内的2,4-滴异辛酯产业长期落后于国际市场，传统工艺污染严重，产品品质不高，在海外高端市场上缺乏竞争力。现在各企业科研团队经过不断的研发创新，开发出了2,4-滴异辛酯清洁生产工艺，解决了传统工艺生产过程中步骤烦琐、能耗高、环保和安全大的问题。

酯化反应催化剂中，使用最广泛的是浓硫酸，虽然浓硫酸具有价格便宜、催化效果较好、适用范围广等特点，但因硫酸在催化酯化反应的同时，对氧化、脱水等也具有催化作用，导致一系列副反应发生，使反应选择性差，产品颜色深、质量差；催化剂存留于反应产物中，后处理要经过中和、水洗等后处理工序，造成工艺路线长，产品损失大，产生大量废液，造成环境污染；硫酸严重腐蚀设备，存在安全隐患，这些都给生产带来不便、使生产成本增高，并造成人类生存环境的不断恶化。为了实现环境友好与绿色化的生产、改进浓硫酸催化的缺点、设计绿色工艺流程，寻找新的催化剂，已成为当前酯类合成反应的主要方向。

2,4-滴异辛酯的合成主要在催化剂选择和工艺技术的改进上。目前国内2,4-滴异辛酯的生产主要是把原料2,4-滴和异辛醇投入到反应釜中，加入催化剂浓硫酸和甲基苯磺酸，升温进行酯化脱水反应，最后降温，把脱出的水返回反应釜水洗物料0.5 h, 降低酸度，静止分层，下层转入脱醇釜脱醇，最终温度160～165 ℃,水转入废水储罐，异辛醇回收计量罐套用。现在通过实验把原料2,4-滴和异辛醇投入到反应釜中，加入催化剂盐酸和甲基苯磺酸，升温进行酯化脱水反应，最后脱水和脱醇完成产品生产，最终温度145～150 ℃。去掉水洗物料步骤，减少产品损耗，提高异辛醇的回收利用率。 

旧工艺改进

为了改进旧工艺整个过程步骤多、废水比较多、时间长、产品颜色深、含量低等缺点，本研究通过实验对旧工艺进行改进。

图1 2,4-滴异辛酯反应原理

图2 旧生产工艺流程

图3 新生产工艺流程

研究结论

在旧工艺生产中，由于2,4-滴异辛酯在脱水最后阶段没有使用负压，水分脱不干净，增加了脱水时间。为了降低酸度，增加了一步水洗，需要降温再升温，不仅对水电汽都有一定的损耗，对设备使用周期也有影响，同时还要增加设备的投资，影响产品的收率。在脱醇阶段没有使用负压，增加了脱醇时间，同时温度在160～165 ℃，对产品颜色变深有很大影响，异辛醇也很难脱干净，浪费了异辛醇的回收利用，影响了产品的含量。 

旧工艺使用浓硫酸和甲基苯磺酸作为催化剂，浓硫酸有强腐蚀性，使用时不安全，对设备也有很大的腐蚀性。浓硫酸具有较强的氧化性，在合成生产中容易发生副反应，产生副产物，影响产品外观颜色和品质。且硫酸沸点高，不容易去除，混溶在产品中，影响产品的酸度，不利于作物保护，还要经过水洗的繁琐步骤，增加了费用。 

在新工艺生产中，使用了负压脱水和脱醇，这样水分和醇很容易脱出和脱干净，不仅减少了脱水和脱醇时间以及2,4-滴异辛酯在高温下的时间，也避免了颜色变深，提高了异辛醇的回收量和产品含量。同时盐酸也是本公司氯代酚系列产品的副产物，不需要另行购买。 

新工艺使用盐酸和甲基苯磺酸作为催化剂，由于盐酸沸点低，先加入甲基苯磺酸进行催化，在100 ℃时加入盐酸，分两步加入催化剂，加强了催化效果，使酯化反应更完全。盐酸没有氧化还原性，不会产生副产物，对产品颜色也不会产生影响，对设备的腐蚀性比硫酸也低。在酯化反应结束时，盐酸也随脱水挥发出，降低了产品的酸度，不需要再经过水洗脱水的繁琐步骤，减少了产品的损耗，也降低了劳动强度。 

通过实验数据论证，旧工艺和新工艺在相同投料量的情况下，2,4-滴异辛酯新工艺比旧工艺含量平均提高2.05%，游离酚平均降低0.034%，游离酸平均降低0.8%，水分平均降低0.015%，收率提高2.46%，收率提高主要是因为减少了水洗一步，减少了水洗引起的物料损耗。产品颜色变化很明显，单批减少时间7 h。 

此生产工艺通过流量计定量投料，通过调节阀、切断阀、温度变送器和压力变送器实现全过程的自动化控制，减少工人劳动强度，产品收率稳定，产品质量指标超过行业标准HG/T 3624—2016。减少操作步骤可以减少用工人数，降低了很多人工成本，同时也降低了水电汽的能耗，减少设备投资。将进一步继续实验，完善工艺条件，然后用于大生产进行验证。

来源: 山东化工-CNKI