El diseño de la planta de proceso implica la planificación de varios procesos necesarios para lograr una transformación física o química de ciertos tipos de materiales. El diseño de la planta de proceso se puede utilizar para diseñar una nueva instalación o para ampliar o modificar una instalación existente. Aunque generalmente comienza a un nivel conceptual, el diseño de la planta de proceso generalmente termina con la creación de algún tipo de planes de fabricación o construcción. Los diseñadores de una instalación de proceso químico suelen redactar varios tipos de manuales operativos que detallan los procedimientos necesarios para poner en marcha, operar y cerrar la instalación. Estos documentos también pueden ser necesarios para futuras modificaciones de la instalación.
Antes de comenzar un proyecto complejo, los diseñadores de plantas de proceso suelen recopilar datos de pequeñas plantas piloto, así como de otras instalaciones más grandes actualmente en funcionamiento. El diseño de la planta de proceso también requiere una gran cantidad de datos recopilados de una variedad de otras fuentes, como laboratorios de pruebas y fabricantes de equipos. El diseño de una planta de proceso no solo debe lograr los objetivos de producción deseados; también debe permanecer dentro de los límites de algunas otras limitaciones. Estas limitaciones suelen incluir aspectos como la disponibilidad de espacio, el impacto medioambiental y cuestiones de seguridad, así como los costes de capital, operativos y de mantenimiento.
Antes de presentar una propuesta para una nueva instalación de proceso, los investigadores a menudo primero probarán el proceso en una escala muy pequeña. Los resultados de estas pequeñas pruebas se utilizan para determinar la viabilidad del proceso a una escala mucho mayor. Por lo general, se construye una pequeña planta piloto para este propósito. Después de recopilar los datos necesarios de la planta piloto, los investigadores suelen formar un equipo de diseño de la planta de proceso compuesto por científicos e ingenieros para elaborar los planes de construcción de la nueva instalación. Este equipo también debe escribir una variedad de manuales operativos diferentes.
Se debe considerar una amplia variedad de factores en el diseño de una instalación de planta de proceso típica. Se deben determinar las dimensiones, longitudes y parámetros de funcionamiento de varias bombas y tuberías, así como la disponibilidad de agua y electricidad. También se deben incluir en el diseño bombas y tuberías adicionales necesarias para los procedimientos de arranque y parada de la planta. Los planificadores también deben diseñar métodos para tomar muestras de productos cuando sea necesario. Después de que se haya diseñado toda la instalación de procesamiento, los ingenieros generalmente usarán simulaciones por computadora para analizar parámetros como la tasa de flujo, las presiones de trabajo y las temperaturas en un esfuerzo por garantizar que todo el proceso funcione de manera segura y eficiente.