过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (7): 703-714.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225261
朱颖1, 张子腾1*, 唐望2, 刘天雄2, 高红霞2, 梁志武2
Ying ZHU1, Ziteng ZHANG1*, Wang TANG2, Tianxiong LIU2, Hongxia GAO2, Zhiwu LIANG2
摘要: 在胺法二氧化碳(CO2)捕集工艺中,胺基吸收剂的黏度直接影响气液传质效率,而传统实验测定方式存在耗时费力、成本高昂的局限。鉴于此,迅猛发展的机器学习技术为胺基吸收剂物性预测提供了高效工具,本研究聚焦一元胺溶液体系,构建了两种机器学习模型用于预测其黏度。首先利用RDKit工具从胺分子的SMILES标识符中提取分子描述符,继而构建随机森林(RF)与梯度提升决策树(GBDT)两种机器学习模型。通过特征工程进行系统的分子描述符筛选与超参数优化,模型性能评估结果显示,RF与GBDT模型在测试集上的决定系数(R2)分别为0.9939和0.9986,其中GBDT模型表现出更高的预测精度与稳健性。进一步采用SHAP (SHapley Additive exPlanations)方法对GBDT模型进行可解释性分析,结果显示胺质量分数越高,黏度越大;温度越高,黏度越低。从分子结构层面看,分子量(MolWt)对黏度整体呈正向贡献,电子状态描述符MinAbsEStateIndex对黏度呈负贡献,表明电子分布差异会调控分子间相互作用并影响黏度。本研究为胺法CO2捕集工艺中吸收剂的高效筛选提供了重要的理论依据。