در مهندسی شیمی، مدلسازی و شبیه سازی ابزار مهمی برای مهندسین و محققین به منظور درک بهتر رفتار واحدهای صنعتی شیمیایی هستند. مدلسازی و شبیه سازی برای طراحی، افزایش و بهینه سازی قطعات، تجهیزات و واحدهای صنعتی شیمیایی، کنترل فرآیند، عیبیابی، شناسایی خطاهای عملیاتی، آموزش اپراتورها و مهندسان، هزینهگذاری و برنامهریزی عملیاتی و غیره بسیار مفید است. یکی از ویژگیهای بسیار مهم مدلسازی و شبیهسازی، نسبت بهینه هزینه و سود میباشد، زیرا با یک واحد صنعتی شیمیایی مجازی، که از مدلسازی و شبیه سازی حاصل میشود، پیش بینی عملیات متعدد و امتحان کردن طرحهای بسیاری، تقریباً بدون هزینه و بهطور کاملا ایمن امکان پذیر است. یک مدل میتواند با استفاده از طراحی جبری یا پدیدار شناختی زمانی که معادلات ریاضی بر اساس قوانین بقا (جرم، انرژی و موازنه مومنتوم)، برای نشان دادن آنچه که به صورت فیزیکی در یک سیستم استفاده میشود، ایجاد میشود. زمانی که قوانین بقا نمیتوانند اعمال شوند، و یک قاعده بیثبات معرفی شود، مدلهای احتمالی مانند موازنه جمعیت یا مدلهای آزمایشی را میتوان مورد استفاده قرار داد.
