Life cycle inventory data for ethyl levulinate production from Colombian rice straw

Abstract

This data article is associated with the research article “Sustainable production of ethyl levulinate by levulinic acid esterification obtained from Colombian rice straw”. This paper shows the methodology to calculate the Life Cycle Inventory (LCI) of the foreground system to perform the Life Cycle Assessment (LCA) of the ethyl levulinate (EL) production from Colombian rice straw (RS). This process encompasses two main stages: (i) RS production (involving cultivation and harvesting) and (ii) EL production (involving acid hydrolysis, levulinic acid (LA) purification, and El production). On one hand, foreground data related to paddy rice cultivation was gathered from the literature review. Besides, emissions of the cultivation stage were calculated using the IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) methodology. The SQCB (Sustainable Quick Check for Biofuels) methodology was used to calculate NH3, NOx, N2O and NO3 emissions, whereas the SALCA (Swiss Agricultural Life Cycle Assessment) model was used to calculate phosphorous emissions to water. The Turc method was employed to calculate the irrigation requirements based on the rainfall and agrological features of rice culture. On the other hand, foreground data related to RS conversion to EL within a biorefinery scheme was obtained from simulation using Aspen Plus v.12. Lastly, background data associated with raw materials, catalysts, and utilities were gathered from Ecoinvent database. All the inventories are meaningful to carry out future environmental assessments involving sustainable production processes using RS as raw material or biorefinery processes using dilute acid hydrolysis.

Este artículo de datos está asociado al artículo de investigación “Producción sustentable de levulinato de etilo mediante esterificación del ácido levulínico obtenido de paja de arroz colombiano”. Este artículo muestra la metodología para calcular el Inventario de Ciclo de Vida (ICV) del sistema de primer plano para realizar la Evaluación del Ciclo de Vida (ACV) de la producción de levulinato de etilo (EL) a partir de paja de arroz (RS) colombiana. Este proceso abarca dos etapas principales: (i) producción de RS (que implica cultivo y cosecha) y (ii) producción de EL (que implica hidrólisis ácida, purificación de ácido levulínico (LA) y producción de El). Por un lado, los datos de primer plano relacionados con el cultivo de arroz con cáscara se obtuvieron de la revisión de la literatura. Además, las emisiones de la etapa de cultivo se calcularon utilizando la metodología del IPCC (Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático). Para calcular las emisiones de NH3, NOx, N2O y NO3 se utilizó la metodología SQCB (Sustainable Quick Check for Biofuels), mientras que para calcular las emisiones de fósforo al agua se utilizó el modelo SALCA (Swiss Agriculture Life Cycle Assessment). Se empleó el método Turc para calcular los requisitos de riego en función de las precipitaciones y las características agrológicas del cultivo del arroz. Por otro lado, los datos de primer plano relacionados con la conversión de RS a EL dentro de un esquema de biorrefinería se obtuvieron a partir de una simulación utilizando Aspen Plus v.12. Por último, se recopilaron datos de antecedentes asociados con materias primas, catalizadores y servicios públicos de la base de datos Ecoinvent. Todos los inventarios son significativos para realizar futuras evaluaciones ambientales que involucren procesos productivos sustentables utilizando RS como materia prima o procesos de biorrefinería mediante hidrólisis ácida diluida.