決策樹算法在獲取連續(xù)流反應(yīng)器動力學(xué)參數(shù)中的應(yīng)用

蔣雄

（九江天賜高新材料股份有限公司，江西九江，332599）

0 引言

隨著精細化工行業(yè)競爭加劇，企業(yè)開始使用連續(xù)反應(yīng)器替代間歇反應(yīng)器［1］。使用反應(yīng)動力學(xué)數(shù)據(jù)設(shè)計連續(xù)反應(yīng)器能有效避免間歇反應(yīng)器直接轉(zhuǎn)化連續(xù)反應(yīng)器時因濃度分布及停留時間分布不同帶來的放大效應(yīng)［2］。不同化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)千差萬別，而影響反應(yīng)速率方程的因素眾多，因此根據(jù)不同化學(xué)反應(yīng)本身特點進行預(yù)判隨后選擇不同的測試方法和測試環(huán)境符合企業(yè)需求［3，4］。

常用的反應(yīng)動力學(xué)的分析方法有積分法、微分法、半衰期法、作圖法、孤立法［5］。常見的動力學(xué)測試體系使用間歇釜作為容器，微通道反應(yīng)器［6］及量熱儀［7］因其等溫環(huán)境而被作為新型的測試容器。在研發(fā)人員開展的實際工作中，經(jīng)常出現(xiàn)反應(yīng)動力學(xué)測試誤差大、數(shù)據(jù)不可信等問題。因此，在方案設(shè)計前確定好最佳的反應(yīng)動力學(xué)測試方法和實驗設(shè)計成為研發(fā)人員關(guān)注的方向［8］。

當(dāng)前，關(guān)于化學(xué)反應(yīng)動力數(shù)據(jù)處理的軟件研究較多［9，10］，但涉及反應(yīng)動力學(xué)方案設(shè)計階段的處理軟件鮮有報道。當(dāng)下，基于機器學(xué)習(xí)開發(fā)的各種機器學(xué)習(xí)算法正在各行各業(yè)鋪展開來，其中，決策樹［11］、聚類［12］、樸素貝葉斯［13］、支持向量機［14］、隨機森林［15］等算法已經(jīng)基本達到商業(yè)化要求和特定場景的商業(yè)化水平。其中，決策樹算法尤其適合結(jié)論多特征多分類問題，將化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)需要考慮的因素與機器算法結(jié)合起來，形成一套基于機器學(xué)習(xí)開發(fā)的動力學(xué)反應(yīng)測試建議系統(tǒng)，在用戶進行化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)測試前，基于已知反應(yīng)條件推薦最合理的動力學(xué)測試方法，這樣，既可以減少化工領(lǐng)域研發(fā)人員的學(xué)習(xí)成本，也可以提升企業(yè)研發(fā)及工藝改進的效率。……