聚醚类物质在高温下不结焦，可以作为高温齿轮、链条和轴承的润滑油；其水溶性、油溶性和逆溶性好，在金属加工液中主要用作切削液和淬火液；聚醚类物质具有良好的低温流动性、氧化稳定性以及润滑性，可以用作压缩机和真空泵的润滑油；在交通运输业，聚醚类物质具有辛烷值高、低毒性和自然可降解性等优点，通常与柴油燃料混合使用，降低车辆排放对环境的污染，对气候变化等环境恶化问题具有显著意义。密度是流体的热物理性质之一，在石油化工领域是设备与系统优化设计必需的基础物性参数，聚醚类物质密度性质的试验与理论研究工作相对有限，对这些流体开展相关研究具有重要意义。立方型状态方程如SRK[1]和PR[2]方程在早期被提出，广泛用于碳氢化合物密度的推算。Magoulas等[3]采用比容平移法修正的PR方程对饱和液体密度进行关联计算，Ungerer等[4]对前述方程进行改进，对流体在0.1~50.0 MPa压力范围的密度进行预测。基于链扰动统计缔合流体理论的PC-SAFT状态方程被用于不同类型流体密度的理论研究，文献[5]至文献[6]报道对烷烃类、聚合物流体密度的计算工作。Baled等[7]利用体积修正PR和SRK方程对烷烃类流体在极端压力条件下的密度展开研究。基于分子有效相邻对理论的L-J势能函数模型建立的ELJ状态方程被应用于制冷剂、烷烃类、离子液体密度的关联计算[8-10]，与试验数据以及其他状态方程对比均取得良好的预测结果。文章将ELJ状态方程用于聚醚类物质流体在高温、高压条件下的密度预测，利用文献的试验数据回归得到该方程对应的方程参数，建立该类工质适用高温、高压条件下密度计算的高精度方程模型，满足实际工程的应用需要。1ELJ状态方程基于L-J势能函数平均有效对势能理论，结合成对加法近似模型，得到线性等温线规则（LIR）方程[11]：(Z-1)Vm2=a(T)+b(T)×ρ2 （1）a(T)=(a2-a1)RT （2）b(T)=b1RT （3）式中：Vm——流体摩尔体积（m3/mol）；Z——压缩因子；ρ——流体密度（kg/m3）；T——热力学温度（K）；R——理想气体常数，值为8.314 5 J/(mol·K)；a1和b1——平均有效对势能函数的引力项与斥力项；a2——非理想热压。为提高方程对多类型溶液以及高温高压条件下流体密度的计算精度，Ghateee等[12]根据Mie有效势能模型建立的状态方程对液态铯等金属流体密度展开研究。(Z-1)Vm2=c(T)+d(T)ρ （4）c(T)=(c2+c1)RT （5）d(T)=d1RT （6）式中：c1和d1——平均有效对势能函数的引力项和斥力项；c2——振动能量效应参数。式（1）和（4）分别适用于低分子流体与金属流体密度的计算，针对其他工质以及高温高压条件时，无法满足计算精度。Parsafar[13]在考虑流体分子有效相邻对作用因素的基础上，结合L-J势能函数建立ELJ势能函数状态方程：g(T)×ρ5+e(T)×ρ3+f(T)×ρ2+ρ-PRT=0（7）式中：p——压力（MPa）；e（T）、f（T）和g（T）——状态方程的温度相关系数。为了使方程能够用于不同温度下的流体密度计算，进一步表示为与温度相关的方程形式：e(T)=e0+e1×T+e2T+e3×ln(T) （8）f(T)=f0+f1×T+f2T+f3×ln(T) （9）g(T)=g0+g1×T+g2T+g3×ln(T) （10）式中：ei、fi与gi（i=0、1、2、3）——与温度无关的方程常量参数，具体数值与不同的物质种类相对应。利用流体在不同压力区间内的PVT试验数据可以回归得到ELJ状态方程中e（T）、f（T）和g（T）在各温度下的参数值，根据式（8）~（10）在各温度点进行拟合可以得到ei、fi与gi；根据试验数据回归得到状态方程参数，结合ELJ状态方程可以计算流体在不同压力、温度条件下的密度值。2计算结果分析本文利用文献[14]至文献[16]中报道的聚醚类物质PVT试验数据在ELJ状态方程的理论基础上回归得到各物质所对应的状态方程系数，压力和温度区间分别为0.1~95.0 MPa，283~363 K；计算e（T）、f（T）与g（T）：Fobj=∑i=1NDP(pexp-pcalpexp)2 （11）式中：NDP——等温线上试验数据点个数；pexp和pcal——流体压强的试验值与计算值。ELJ状态方程温度相关系数与聚醚物质密度计算偏差如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.T001表1ELJ状态方程温度相关系数与聚醚物质密度计算偏差研究物质T/Ke（T）f（T）g（T）绝对平均偏差/%数据点乙二醇乙醚283-1.160 06.152 10.005 130.01024313-1.089 95.843 60.004 880.04624343-0.843 54.279 80.004 100.05424363-0.677 33.237 40.003 560.10624二甘醇甲醚283-2.502 410.626 70.017 020.02024313-1.947 57.834 90.014 290.01424343-1.503 75.670 40.012 000.03424363-1.630 56.527 50.012 540.02824二甘醇乙醚283-3.079 710.778 80.029 210.01124313-2.652 59.154 30.026 170.01624343-2.788 110.176 80.026 740.01024363-2.366 98.322 20.023 990.01724四甘醇单甲醚283-17.834 150.328 40.303 000.01024313-11.888 730.734 50.227 450.01124343-11.683 830.824 90.223 290.00824363-8.657 221.181 00.182 170.01024二甘醇二甲醚283-3.338 112.507 20.028 750.01324313-2.712 39.791 20.024 810.02224343-2.171 97.477 50.021 290.01124363-2.347 88.534 30.022 260.01224续表1　ELJ状态方程温度相关系数与聚醚物质密度计算偏差10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.T002研究物质T/Ke（T）f（T）g（T）绝对平均偏差/%数据点二甘醇二乙醚283-6.981 920.703 10.103 020.00724313-5.063 313.968 20.082 770.00824343-3.777 69.719 90.068 080.00824363-3.379 68.560 40.063 150.01524三甘醇二甲醚283-7.564 420.896 80.121 720.00524313-6.193 516.570 20.105 640.00424343-4.856 312.328 50.089 540.00724363-4.315 110.730 90.082 760.00724四甘醇二甲醚283-15.624 136.317 90.363 960.00424313-12.155 226.853 80.305 600.00424343-11.295 325.227 30.288 330.00524363-8.565 517.664 00.240 770.00424总计————0.017768为了应用该状态方程计算流体不同温度下的密度值，对不同温度下的方程温度系数进行拟合，得到与温度压力无关的状态方程常量参数e0~e3、f0~f3、g0~g3。ELJ状态方程常量参数回归结果见表2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.T003表2ELJ状态方程常量参数回归结果物质e0e1e2e3f0f1f2f3g0g1g2g3乙二醇乙醚-1 248.3-0.30636 242.7213.69 113.42.247-264 269.9-1 560.43.5210.000 9-102.6-0.601 3二甘醇甲醚-6 167.3-1.722165 540.71 074.733 391.89.338-896 072.9-5 820.230.9090.008 6-831.2-5.383 1二甘醇乙醚12 504.43.375-347 132.0-2 167.4-60 962.2-16.4561 690 796.310 567.0-77.697-0.021 02 158.913.467 4四甘醇单甲醚89 174.323.785-2 500 016.0-15 426.5-302 409.0-80.5898 480 662.352 307.5-1 148.500-0.306 932 166.2198.751 0二甘醇二甲醚-8 225.5-2.287221 682.51 432.339 954.411.119-1 077 152.2-6 958.251.6760.014 3-1 394.1-8.994 7二甘醇二乙醚-3 002.0-0.90672 014.4530.99 618.52.984-224 298.3-1 709.340.1220.011 7-1 003.6-7.044 8三甘醇二甲醚-5 548.2-1.502149 470.0963.219 718.65.351-532 008.4-3 424.365.5650.017 7-1 771.3-11.368 3四甘醇二甲醚54 406.814.706-1 513 064.0-9 430.2-163 471.0-44.1484 545 610.128 330.6-891.039-0.241 324 760.7154.495 0本文基于ELJ状态方程，利用高温高压条件下的PVT试验数据回归得到该状态方程的常量参数，对聚醚类物质的密度性质展开研究，密度预测值与试验值的绝对平均偏差结果如表1所示，利用ELJ状态方程和回归方程参数对聚醚物质密度计算的绝对平均偏差约0.01%。对比聚醚类物质在283~363 K，0.1~95.0 MPa条件下状态方程计算值与密度试验数据，对所研究流体密度取得良好的关联效果。乙二醇乙醚、二甘醇乙醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚密度计算值与试验值的对比如图1~图4。10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.F001图1乙二醇乙醚密度计算值与试验值的对比10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.F002图2二甘醇乙醚密度计算值与试验值的对比10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.F003图3三甘醇二甲醚密度计算值与试验值的对比10.19301/j.cnki.zncs.2022.04.002.F004图4四甘醇二甲醚密度计算值与试验值的对比3结语本研究利用ELJ势能函数状态方程对乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、四甘醇单甲醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、三甘醇二甲醚与四甘醇二甲醚8种聚醚类物质在0.1~95.0 MPa、283~363 K的密度性质展开研究，根据文献报道的PVT试验数据回归得到该状态方程下新的常量参数，对所研究物质密度计算的绝对平均偏差为0.017%，取得了良好的预测结果，能够满足工程实际应用需要。