Kemični proces je vsaka laboratorijska ali industrijska dejavnost, kjer izdelki kemično reagirajo med seboj, da nastanejo novi izdelki. Reakcije spremenijo strukturo molekul produkta, namesto da bi jih dodale skupaj v procesu mešanja. Zaradi teh dejavnosti lahko nastanejo mešanice, vendar je prišlo do kemične spremembe v enem ali več reagiranih materialih.
Načrtovanje procesov pogosto vključuje gradnjo večjih molekul iz manjših molekul, ki jih najdemo v surovinah. Nekatere reakcije lahko razbijejo večje molekule in jih prerazporedijo na različne načine, da proizvedejo končni izdelek. Za proizvodnjo želene molekule je lahko potrebnih več reakcij, ki lahko vključujejo dodatne surovine ali spremembe temperature ali tlaka, da povzročijo nastanek različnih produktov. Postopek je lahko en sam reakcijski korak ali industrijska operacija, ki ustvarja končne kemične izdelke v velikem obsegu.
Kemikalije se najprej proizvajajo v laboratorijski opremi, tako za potrditev potrebnih korakov kot za natančno nastavitev reakcijskih temperatur in tlakov, ki so pogosto potrebni za izvedbo reakcij. Številni industrijski kemični procesi potekajo pri visokih temperaturah in/ali tlakih, manj pogosto pa se reakcije lahko zgodijo pri zelo nizkih tlakih ali v vakuumu ali pri zelo nizkih temperaturah.
Katalizatorji se lahko uporabljajo za pomoč pri kemični reakciji pri načrtovanju kemičnega procesa. To so izdelki, ki pospešijo ali pospešijo reakcijo, naredijo več želenega končnega produkta v primerjavi z drugimi stranskimi produkti ali v nekaterih primerih omogočajo, da se reakcije odvijajo pri nižjih temperaturah ali tlakih, da se zmanjšajo stroški. Visokotlačne ali temperaturne reakcijske posode so lahko drage za izdelavo, zato je lahko katalizator pomemben pri načrtovanju kemičnih obratov.
Testiranje v pilotnem obratu ali v majhnih operacijah je lahko naslednji korak pri načrtovanju procesa. Reakcijske čase, temperature in tlake je treba pregledati in optimizirati, da se proizvedejo prave kemikalije in zmanjšajo odpadni materiali. Izdelke je treba ločiti in očistiti v dodatnih korakih, pred izdelavo končnega izdelka pa bodo morda potrebne dodatne reakcije. Treba je določiti odpadne materiale in poiskati načine za njihovo nevtralizacijo ali odstranjevanje, da bi čim bolj zmanjšali okoljske težave. Preskušanje pilotne naprave je pomembno, ker nekateri laboratorijski testi ne delujejo pravilno, ko se izvajajo v večji opremi, in morda bodo potrebne spremembe v načrtu, preden se zgradi tovarna v polnem obsegu.
Celoten industrijski kemični proces lahko traja leta, da se zgradi z velikimi stroški, zato je treba pred začetkom gradnje preveriti vso opremo in zahteve za nadzor procesa. Kemične tovarne potrebujejo oskrbo s surovinami z vlakom ali tovornjakom, pri čemer uporabljajo rezervoarje za tekočine, jeklenke ali visokotlačne posode za pline in skladiščni prostor za vreče ali sode. Reakcijski rezervoarji ali stolpi so potrebni za proizvodnjo surovih ali neprečiščenih končnih izdelkov, vsi cevovodi, elektrika in instrumentacija pa morajo biti zasnovani tako, da povezujejo vse dele procesa. Zasnove kemičnih procesov vključujejo metode za ločevanje in recikliranje neuporabljenih surovin nazaj na sprednji del procesa, da se zmanjšajo odpadki in operativni stroški.
Ko so končni izdelki prečiščeni in ločeni od toka kemičnega procesa, bo morda potrebno skladiščenje, dokler niso odposlani strankam. To lahko vključuje dodatne rezervoarje za tekočine, jeklenke za pline in skladišče za sode ali vrečke, nekateri izdelki pa imajo lahko posebne temperature ali pogoje skladiščenja, da se ohrani kakovost in prepreči varnostna vprašanja. Proizvajalec ima lahko na voljo tovornjake ali cisterne za pošiljanje razsutih količin strankam, te flote pa so lahko v lasti ali v najemu.
Vsaka reakcija v kemičnem procesu je en korak in mnoge se lahko združijo v zapleteno verigo dogodkov, imenovano kemični obrat. Inženirji kemijskih procesov in načrtovalci obratov skrbno preučijo medsebojno delovanje vseh korakov za ustvarjanje učinkovitega delovanja. Kakovost izdelkov, energetska učinkovitost in zmanjševanje odpadkov so skrbno upoštevani pri načrtovanju procesa in so ključnega pomena za donosno kemično operacijo.