Un proces chimic este orice activitate de laborator sau industrială în care produsele reacţionează chimic unele cu altele pentru a forma noi produse. Reacțiile modifică structura moleculelor produsului, mai degrabă decât să le adauge într-un proces de amestecare. Amestecuri pot rezulta din aceste activități, dar a avut loc o schimbare chimică în unul sau mai multe dintre materialele reacţionate.
Proiectele de proces implică adesea construirea de molecule mai mari din molecule mai mici găsite în materiile prime. Unele reacții pot rupe molecule mai mari și le pot rearanja în moduri diferite pentru a produce un produs final. Pot fi necesare reacții multiple pentru a produce o moleculă dorită și pot include materii prime suplimentare sau modificări ale temperaturii sau presiunii pentru a determina formarea de produse diferite. Un proces poate fi o singură etapă de reacție sau o operație industrială care creează produse chimice finite la scară largă.
Produsele chimice sunt mai întâi produse în echipamente la scară de laborator, atât pentru a confirma pașii necesari, cât și pentru a regla fin temperaturile și presiunile de reacție adesea necesare pentru ca reacțiile să aibă loc. Multe procese chimice industriale au loc la temperaturi și/sau presiuni ridicate, dar mai rar, reacțiile pot avea loc la presiuni foarte scăzute sau în vid, sau la temperaturi foarte scăzute.
Catalizatorii pot fi utilizați pentru a ajuta reacția chimică atunci când se proiectează un proces chimic. Acestea sunt produse care accelerează sau accelerează reacția, produc mai mult din produsul final dorit față de alte produse secundare sau, în unele cazuri, permit reacțiilor să apară la temperaturi sau presiuni mai scăzute pentru a reduce costurile. Vasele de reacție de înaltă presiune sau temperatură pot fi costisitoare de fabricat, așa că un catalizator poate fi important atunci când se proiectează instalații chimice.
Testarea în instalații pilot sau operațiuni la scară mică poate fi următorul pas în proiectarea procesului. Timpii de reacție, temperaturile și presiunile trebuie revizuite și optimizate pentru a produce substanțele chimice corecte și pentru a reduce deșeurile. Produsele trebuie separate și purificate în etape suplimentare și pot fi necesare reacții suplimentare înainte ca produsul final să fie realizat. Materialele reziduale trebuie determinate și găsirea modalităților de neutralizare sau eliminare pentru a minimiza problemele de mediu. Testarea instalației pilot este importantă, deoarece unele teste de laborator nu funcționează corect atunci când sunt executate în echipamente mai mari și pot fi necesare modificări în proiectare înainte de construirea unei fabrici la scară largă.
Construirea unui proces chimic industrial la scară completă poate dura ani de zile, cu costuri mari, așa că se acordă atenție verificării tuturor cerințelor de control al echipamentelor și procesului înainte de începerea construcției. Fabricile chimice necesită aprovizionarea cu materii prime cu tren sau camion, folosind rezervoare pentru lichide, butelii sau recipiente de înaltă presiune pentru gaze și spațiu de depozitare pentru saci sau butoaie. Rezervoarele de reacție sau turnuri sunt necesare pentru producerea produselor finite brute sau nepurificate, iar toate conductele, instalațiile electrice și instrumentele trebuie să fie proiectate pentru a conecta toate părțile procesului. Proiectele de procese chimice includ metode de separare și reciclare a materiilor prime neutilizate înapoi la începutul procesului pentru a reduce deșeurile și costurile de operare.
Când produsele finite au fost purificate și separate de fluxul procesului chimic, poate fi necesară depozitarea până când sunt expediate către clienți. Acestea pot include rezervoare suplimentare pentru lichide, butelii pentru gaze și depozitare pentru bidoane sau saci, iar unele produse pot avea temperaturi sau condiții de depozitare specifice pentru a menține calitatea și pentru a evita problemele de siguranță. Un producător poate avea camioane sau vagoane-cisternă disponibile pentru a expedia cantități vrac către clienți, iar aceste flote pot fi deținute sau închiriate.
Fiecare reacție dintr-un proces chimic este o etapă și multe pot fi combinate într-un lanț complex de evenimente numit o plantă chimică. Inginerii de procese chimice și proiectanții de instalații iau în considerare cu atenție interacțiunea tuturor pașilor pentru a crea o operațiune eficientă. Calitatea produsului, eficiența energetică și minimizarea deșeurilor sunt toate luate în considerare cu atenție în proiectarea procesului și sunt esențiale pentru a produce o operațiune chimică profitabilă.