วิศวกรรมกระบวนการทางเคมีเป็นการฝึกการศึกษาการออกแบบและ / หรือวิเคราะห์วิธีการผลิตวัสดุด้วยการควบคุมปฏิกิริยาเคมี วัสดุเช่นเบียร์, น้ำมันเบนซิน, สี, ผงซักฟอก, ยาและแก้วทั้งหมดทำโดยใช้วิศวกรรมกระบวนการทางเคมีภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ วิธีการที่วัสดุเหล่านี้ทำขึ้นประกอบด้วยขั้นตอนหลายขั้นตอนแต่ละขั้นตอนเรียกว่ากระบวนการ ในระหว่างแต่ละขั้นตอนสารตั้งต้นจะรวมกันแยกส่วนแยกหรือเปลี่ยนแปลงผลิตภัณฑ์รูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการและผลพลอยได้ที่อาจมีหรือไม่มีประโยชน์ วิศวกรกระบวนการทางเคมีจะต้องควบคุมเงื่อนไขของแต่ละขั้นตอนเพื่อ จำกัด ปฏิกิริยาที่ไม่มีประโยชน์และส่งเสริมปฏิกิริยาที่ต้องการ
สิ่งอำนวยความสะดวกเช่นโรงงานปิโตรเคมีโรงบำบัดน้ำเสียร้านเบเกอรี่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงงานยาสีฟันออกแบบโดยทีมวิศวกรกระบวนการทางเคมี คนเหล่านี้ใช้ทักษะที่ได้รับจากวิทยาลัยและหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษาในการถ่ายโอนความร้อนการถ่ายโอนมวลพลศาสตร์ของไหลการควบคุมกระบวนการวิศวกรรมปฏิกิริยาและเศรษฐศาสตร์วิศวกรรมท่ามกลางคนอื่น ๆ ในการออกแบบโรงงานที่จะผลิตวัสดุที่สามารถขายได้ตามคำสั่ง เพื่อสร้างผลตอบแทนให้กับนักลงทุน วิศวกรรมกระบวนการทางเคมีมีเป้าหมายในการออกแบบโรงงานที่สร้างผลิตภัณฑ์ที่ดีเช่นเดียวกับผลกำไรที่ดี
โรงงานเคมีทุกแห่งได้รับการออกแบบเฉพาะตัวและมีการสร้างที่ไม่เหมือนใครถึงแม้ว่ากระบวนการจะเข้าใจกันดี ความแตกต่างของท้องถิ่นในเรื่องต่าง ๆ เช่นคุณภาพน้ำการปล่อยและค่าขนส่งที่ได้รับอนุญาตอาจมีผลต่อการออกแบบของโรงงานที่สร้างขึ้นก่อนหน้านี้ในที่อื่น แต่ละขั้นตอนกระบวนการอาจเป็นที่รู้จักกันในระดับที่แตกต่างกัน ในการขยายกระบวนการจากระดับห้องปฏิบัติการหรือโรงงานต้นแบบการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ น้อย ๆ ในความเข้มข้นหรืออุณหภูมิหรือพารามิเตอร์ปฏิบัติการอื่น ๆ ที่ไม่ได้สังเกตเห็นแม้แต่ในขนาดเล็กอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ไม่คาดคิดและไม่พึงประสงค์ในระดับที่ใหญ่ขึ้น
โดยทั่วไปกระบวนการทางวิศวกรรมเคมีนั้นมีสองตัวเลือกสำหรับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ อย่างแรกคือการประมวลผลแบบแบตช์ในถังบางชนิดและอย่างที่สองคือการประมวลผลแบบปลั๊กอินที่สารทำปฏิกิริยาจะไหลผ่านท่อในบางลักษณะและทำปฏิกิริยาตามความยาวของเครื่องปฏิกรณ์ แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียและกระบวนการส่วนใหญ่ใช้การรวมกันของทั้งสอง
ในระหว่างการศึกษาวิศวกรเคมีต้องเผชิญกับปฏิกิริยาและกระบวนการมาตรฐานหลายอย่าง โดยทั่วไปกระบวนการทางเคมีจะประกอบด้วยขั้นตอนการเตรียมการของสารตั้งต้นแต่ละตัว ขั้นตอนของปฏิกิริยาซึ่งอาจรวมถึงการแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยาการรวมตัวกันของสารตั้งต้นหรือการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขของสารตั้งต้น ขั้นตอนการแยกและการทำให้บริสุทธิ์เพื่อสร้างวัสดุที่มีคุณภาพ และสุดท้ายการบำบัดและการปล่อยของเสียและพลังงานให้เป็นมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม วิศวกรรมกระบวนการทางชีวเคมีเป็นข้อเสนอพิเศษล่าสุดของสาขานี้ซึ่งระบบชีวภาพที่มีชีวิต - ซึ่งมักจะเป็นแบคทีเรีย - ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ แม้ว่ากระบวนการนี้จะไม่ใหม่อย่างแน่นอนเนื่องจากโรงเบียร์และโรงงานชีสแสดงให้เห็นถึงการได้รับประโยชน์จากพันธุวิศวกรรมและจุลชีววิทยาได้สร้างช่องทางใหม่สำหรับวิศวกรกระบวนการทางเคมีในการดำเนินการ
