Integrating recycled and renewable feedstocks into the chemical value chains represents a fundamental challenge in realizing circularity in producing chemicals and fuels. This approach promotes greater circularity in manufacturing, facilitating the transformation of fossil carbon contained in waste streams such as plastics or tires while incorporating renewable sources such as lipid-based oils or biomass oils into the refining processes (Dorazio & Fu, 2023).
Utilizing existing refining procedures to upgrade these materials opens the door to implementation cost reduction and allows for a gradual transition from conventional oils. However, I would like to point out that the properties of oils derived from recycled and renewable sources will vary significantly and, in some cases, be substantially different from those of conventional oils.
One of the processes available in many refineries is the Fluid Catalytic Cracking (FCC). For over 80 years, this process has proven valuable in converting heavy and low-value fractions of conventional oil into high-value products. The inherent flexibility in the design and operation of FCC will be invaluable in upgrading traditional or recycled feedstocks, especially those with challenging characteristics.
As an increasing number of refineries explore the incorporation of recycled and renewable feedstocks into their refining networks, a detailed study of the chemistry associated with these feedstocks and their implications on refining processes is crucial. Also, could you consider new catalytic materials necessary to enable refineries to achieve their sustainability goals?
Various organic waste sources can derive recycled and renewable feedstocks. The varying chemistry of these different wastes can influence the ease of converting other materials into desired products. The hydrogen-carbon ratio of the feedstocks and the presence of heteroatoms like oxygen and nitrogen are key factors influencing their upgradability.
Integrating recycled and renewable oils into the chemical and refining industry represents a significant step toward more sustainable production and reducing dependence on fossil resources. In this context, Fluid Catalytic Cracking (FCC) emerges as a valuable process that provides flexibility in upgrading various feedstocks, even those with challenging characteristics (Mastry, 2023). By understanding the underlying chemistry of these feedstocks, refineries can make informed decisions to advance toward a more sustainable future. ♻️🌿🏭
In summary, integrating recycled feedstocks and renewable oils into chemical and fuel production is a positive step toward sustainability and reducing dependence on fossil resources. However, this process is challenging.
Diversity of Sources: The wide range of recycled and renewable feedstock sources, each with unique chemical characteristics, makes achieving consistent implementation across the industry challenging. Variability in the properties of these oils may require significant adaptations in refining processes and catalysts.
Pre-treatment Requirements: For certain oils derived from biomass or recycled waste, pre-treatment, such as oxygen removal, will be necessary to make them suitable for conventional refining processes. These additional add complexity and other costs to the process.
Energy Consumption: The Fluid Catalytic Cracking (FCC) process is energy-intensive and may need to be more efficient in processing biomass-derived oils with higher oxygen content. Addressing energy efficiency and the carbon footprint of these processes is necessary.
Under this context, it is possible to consider the following recommendations:
Investment in Research and Development: Encourage investment in research and development to enhance the efficiency of upgrading processes for recycled and renewable feedstocks. Searching for new catalysts and technologies is a part of this process, and it aims to enable more effective conversion of these materials into desired products.
Industry Collaboration: Promote collaboration among companies in the chemical and refining industry to share knowledge and best practices in integrating recycled and renewable feedstocks. Sharing experiences can expedite the adoption of sustainable approaches.
Development of Standards: Establish quality and sustainability standards for recycled and renewable feedstocks in the chemical industry. This approach will ensure that materials meet specific requirements and contribute to transparency in the supply chain.
Training and Education: Provide training and education to industry workers to understand the chemistry and technology behind upgrading recycled and renewable feedstocks. This training will guarantee a seamless transition to sustainability.
Process Optimization: Continue optimizing refinery processes, such as Fluid Catalytic Cracking (FCC), to accommodate the variability of recycled and renewable feedstocks. Flexibility in the design and operation of these processes is essential.
Waste Management: Develop effective waste management strategies to minimize the amount of waste generated during the conversion of recycled and renewable feedstocks. This process involves the consideration of circular economy practices.
Government Incentives: Advocate for government incentives that encourage adopting more sustainable approaches in the chemical and refining industry. These incentives could include tax incentives, subsidies, and favorable regulations.
Education and Awareness: Educate consumers and stakeholders about the importance of sustainability in the chemical and refining industry. Public awareness can pressure companies to adopt more environmentally friendly practices.
Monitoring and Reporting: Establish monitoring and reporting systems to track the environmental impact and efficiency of integrating recycled and renewable feedstocks. This capability will allow companies to assess their progress toward sustainability goals.
Life Cycle Assessment: Conduct life cycle assessments of chemicals and fuels produced from recycled and renewable feedstocks. This approach will help identify areas for improvement and reduce environmental impact.
Promote Source Diversification: Promoting source diversification of recycled and renewable feedstocks can help mitigate variability in chemical properties. These actions include investing in recycling technologies and promoting sustainable waste management practices.
These recommendations aim to drive the adoption of more sustainable practices in the chemical and refining industry, promoting the transition to greener and more environmentally friendly production. Consequently, the time to act has arrived. Integrating recycled and renewable feedstocks into the chemical and refining industry is a step toward sustainability and an urgent necessity in a world seeking to reduce its reliance on fossil resources and embrace the circular economy.
Each of us has a role, whether as businesses, industry workers, policymakers, or environmentally concerned citizens. Let us encourage investment in research, collaborate on implementing best practices, advocate for sustainable regulations, and educate those around us about the importance of this transition. Together, we can drive significant change toward a greener and more sustainable future in the chemical and refining industry. It is time to act for a cleaner and more sustainable world! ♻️🌿🏭
DESBLOQUEANDO OPORTUNIDADES DE TRANSFORMACION EN REFINERÍAS
La integración de corrientes de residuos reciclados y renovables en las cadenas de valor químico representa un desafío fundamental para materializar la circularidad en la producción de productos químicos y combustibles. Este enfoque tiene como objetivo fomentar una mayor circularidad en la fabricación, logrando así la transformación del carbono fósil contenido en corrientes de residuos como plásticos o neumáticos, al mismo tiempo que se incorporan fuentes renovables como aceites a base de lípidos o aceites de biomasa en los procesos de refinación (Dorazio & Fu, 2023).
La utilización de procedimientos de refinación ya existentes para la mejora de estos materiales abre la puerta a la reducción de costos de implementación y permite una transición gradual desde los aceites convencionales. No obstante, es importante destacar que las propiedades de los aceites derivados de residuos reciclados y renovables presentarán variaciones significativas y, en algunos casos, serán sustancialmente diferentes a las propiedades de los aceites convencionales.
Uno de los procesos disponibles en muchas refinerías es el denominado craqueo catalítico fluidizado (FCC). Durante más de 80 años, este proceso ha demostrado su valía al convertir fracciones pesadas y de bajo valor del petróleo convencional en productos de alto valor. La flexibilidad inherente en el diseño y la operación del FCC resultará de gran utilidad en la actualización de materias primas convencionales o reciclados, en especial aquellos de características más desafiantes.
A medida que un número creciente de refinerías se adentra en la incorporación de materias primas recicladas y renovables en sus redes de refinación, es esencial llevar a cabo un estudio detallado de la química asociada con estos tipos de alimentación y analizar las implicaciones que esto tendrá en los procesos de refinación. Asimismo, es necesario considerar las necesidades de nuevos materiales catalíticos con el fin de permitir que las refinerías alcancen sus objetivos de sostenibilidad.
La materia prima reciclada y renovable puede obtenerse a partir de diversos tipos de desechos orgánicos. La química de estos diferentes desechos puede variar considerablemente y afectar la facilidad con la que los distintos materiales pueden ser transformados en productos deseados. La relación hidrógeno-carbono de los alimentos y la presencia de heteroátomos como oxígeno y nitrógeno son factores fundamentales que influyen en su capacidad de actualización.
La integración de aceites reciclados y renovables en la industria química y de la actividad de refinación representan un paso importante hacia una producción más sostenible y la reducción de la dependencia de los recursos fósiles. En este contexto, el craqueo catalítico fluidizado (FCC) emerge como un proceso de gran valor que brinda flexibilidad para mejorar una amplia variedad de fuentes de alimentos, incluso aquellas con características desafiantes (Mastry, 2023). Al comprender la química subyacente de estos, las refinerías pueden tomar decisiones informadas para avanzar hacia un futuro más sostenible. ♻️🌿🏭
En síntesis, la integración de residuos reciclados y aceites renovables en la producción química y de combustibles es un paso positivo hacia la sostenibilidad y la reducción de la dependencia de los recursos fósiles. Sin embargo, este proceso no está exento de desafíos.
Diversidad de fuentes: La amplia gama de fuentes de alimentos reciclados y renovables, cada una con sus propias características químicas, hace que sea un desafío lograr una implementación coherente en toda la industria. La variabilidad en las propiedades de estos aceites podría requerir adaptaciones significativas en los procesos de refinación y catalizadores.
Requerimientos de tratamiento previo: Para ciertos aceites derivados de biomasa o residuos reciclados, se necesitará un tratamiento previo, como la eliminación de oxígeno, para que sean adecuados para los procesos de refinación convencionales. Esto agrega complejidad y costos adicionales al proceso.
Consumo energético: El proceso de craqueo catalítico fluidizado (FCC) es intensivo en energía y podría ser menos eficiente al procesar aceites derivados de biomasa que contienen más oxígeno. Se debe abordar la eficiencia energética y la huella de carbono de estos procesos.
Bajo este contexto, es posible considerar las siguientes recomendaciones:
Inversión en Investigación y Desarrollo: Fomentar la inversión en investigación y desarrollo para mejorar la eficiencia de los procesos de actualización de alimentos reciclados y renovables. Esto incluye la búsqueda de nuevos catalizadores y tecnologías que permitan una conversión más efectiva de estos materiales en productos deseados.
Colaboración de la Industria: Promover la colaboración entre empresas de la industria química y de refinería para compartir conocimientos y mejores prácticas en la integración de alimentos reciclados y renovables. El intercambio de experiencias puede acelerar la adopción de enfoques sostenibles.
Desarrollo de Estándares: Establecer estándares de calidad y sostenibilidad para los alimentos reciclados y renovables utilizados en la industria química. Esto garantizará que los materiales cumplan con requisitos específicos y contribuirá a la transparencia en la cadena de suministro.
Formación y Capacitación: Proporcionar formación y capacitación a los trabajadores de la industria para que comprendan la química y la tecnología detrás de la actualización de alimentos reciclados y renovables. Esto asegurará una transición sin problemas hacia procesos más sostenibles.
Optimización de Procesos: Continuar optimizando los procesos de refinería, como el craqueo catalítico fluidizado (FCC), para adaptarse a la variabilidad de los alimentos reciclados y renovables. La flexibilidad en el diseño y la operación de estos procesos es esencial.
Gestión de Residuos: Desarrollar estrategias eficaces de gestión de residuos para minimizar la cantidad de desechos generados durante la conversión de alimentos reciclados y renovables. Esto incluye la consideración de prácticas de economía circular.
Incentivos Gubernamentales: Abogar por incentivos gubernamentales que fomenten la adopción de enfoques más sostenibles en la industria química y de refinería. Esto podría incluir incentivos fiscales, subsidios y regulaciones favorables.
Educación y Sensibilización: Educar a los consumidores y partes interesadas sobre la importancia de la sostenibilidad en la industria química y de refinería. La conciencia pública puede presionar a las empresas para adoptar prácticas más respetuosas con el medio ambiente.
Monitoreo y Reporte: Establecer sistemas de monitoreo y reporte que rastreen el impacto ambiental y la eficiencia de la integración de alimentos reciclados y renovables. Esto permitirá a las empresas evaluar su progreso hacia objetivos de sostenibilidad.
Evaluación de Ciclo de Vida: Realizar evaluaciones de ciclo de vida de los productos químicos y combustibles producidos a partir de alimentos reciclados y renovables. Esto ayudará a identificar áreas de mejora y reducción del impacto ambiental.
Fomentar la diversificación de fuentes: La promoción de la diversificación de las fuentes de alimentos reciclados y renovables puede ayudar a mitigar la variabilidad en las propiedades químicas. Esto podría incluir la inversión en tecnologías de reciclaje y la promoción de prácticas sostenibles en la gestión de residuos.
Estas recomendaciones apuntan a impulsar la adopción de prácticas más sostenibles en la industria química y de refinación, promoviendo la transición hacia una producción más respetuosa con el medio ambiente y la economía circular.
En consecuencia, llegó el momento de actuar. La integración de alimentos reciclados y renovables en la industria química y de refinería no es solo un paso hacia la sostenibilidad, sino una necesidad apremiante en un mundo que busca reducir su dependencia de los recursos fósiles y abrazar la economía circular.
Cada uno de nosotros, ya sea como empresas, trabajadores de la industria, legisladores o ciudadanos preocupados por el medio ambiente, tiene un papel que desempeñar. Incentivemos la inversión en investigación, colaboremos en la implementación de mejores prácticas, aboguemos por regulaciones sostenibles y eduquemos a quienes nos rodean sobre la importancia de esta transición. Juntos, podemos impulsar un cambio significativo hacia un futuro más verde y sostenible en la industria química y de refinería. ¡Es hora de actuar por un mundo más limpio y sostenible! ♻️🌿🏭
REFERENCES
Dorazio, L., & Fu, J. (2023). Transforming refineries opportunities through FCC. Digital Refining. PTQ Q4, 36-42.
Mastry, M. C. (2023). Processing renewable and waste-based feedstocks with fluid catalytic cracking: Impact on catalytic performance and considerations for improved catalyst design. Frontiers in Chemistry, 11.