مطالعات و طراحی مفهومی مراحل اساسی در توسعه فرآیندهای شیمیایی هستند. این مطالعات در تعریف محدوده کلی، اهداف و امکانسنجی یک پروژه بسیار مهم هستند. مطالعات مفهومی شامل جمعآوری و تجزیه و تحلیل دادهها برای درک الزامات و محدودیتهای اساسی یک فرآیند شیمیایی، تجزیه و تحلیل امکانسنجی، تحقیقات بازار، تجزیه و تحلیل مقدماتی فرآیند، ارزیابی اثرات زیست محیطی، ارزیابی ریسک و برآورد هزینه است. هدف این مرحله شناسایی هدف پروژه، ارزیابی قابلیت اقتصادی آن و تعریف ویژگیهای کلی فرآیند است. خروجی مطالعات مفهومی گزارش جامعی است که قابلیت اجرای پروژه، ریسکهای بالقوه، هزینههای برآورد شده و امکانسنجی کلی برای ادامه مرحله بعدی را شرح میدهد.
طراحی مفهومی مرحلهای است که در آن نمودار جریان فرآیند (PFD) اولیه بر اساس یافتههای مطالعات مفهومی با جزئیات بیشتری توسعه مییابد. خروجی طراحی مفهومی یک گزارش مفصل شامل PFD، P&ID مقدماتی، مشخصات تجهیزات، الزامات ابزار، ملاحظات ایمنی و طرح اولیه کارخانه است. این مرحله به عنوان پایهای برای مراحل بعدی مهندسی عمل میکند. به طور خلاصه، مطالعات مفهومی پایهای را برای درک امکانسنجی، ریسکها و هزینههای پروژه فراهم میکند، در حالی که طراحی مفهومی این یافتهها را به یک طراحی فرآیند اولیه تبدیل میکند که مبنای توسعه بیشتر فرآیند شیمیایی را تشکیل میدهد. هر دو مرحله برای اجرای موفق پروژه و حصول اطمینان از اینکه طراحی نهایی با اهداف و الزامات پروژه مطابقت دارد بسیار مهم هستند.