基本原理
精餾雙組分混合液的分離是最簡單的精餾操作。典型的精餾設備是連續精餾裝置（圖1），包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。精餾塔供汽液兩相接觸進行相際傳質，位於塔頂的冷凝器使蒸氣得到部分冷凝,部分凝液作為回流液返回塔頂,其餘餾出液是塔頂產品。位於塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸氣沿塔上升，餘下的液體作為塔底產品。進料加在塔的中部,進料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降，進料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進行相際傳質。液相中的易揮發組分進入汽相，汽相中的難揮發組分轉入液相。對不形成恆沸物的物系，只要設計和操作得當，餾出液將是高純度的易揮發組分，塔底產物將是高純度的難揮發組分。進料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發組分進一步提濃，稱為精餾段；進料口以下的塔段，從下降液體中提取易揮發組分，稱為提餾段。兩段操作的結合，使液體混合物中的兩個組分較完全地分離，生產出所需純度的兩種產品。當使 n組分混合液較完全地分離而取得n個高純度單組分產品時，須有n-1個塔。
精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離，關鍵在於回流的套用。回流包括塔頂高濃度易揮發組分液體和塔底高濃度難揮發組分蒸氣兩者返回塔中。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相，從而在塔的兩端分別得到相當純淨的單組分產品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產品量之比，稱為回流比，它是精餾操作的一個重要控制參數，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。
操作評價
評價精餾操作的主要指標是：①產品的純度。板式塔中的塔板數或填充塔中填料層高度，以及料液加入的位置和回流比等，對產品純度均有一定影響。調節回流比是精餾塔操作中用來控制產品純度的主要手段。②組分回收率。這是產品中組分含量與料液中組分含量之比。③操作總費用。主要包括再沸器的加熱費用、冷凝器的冷卻費用和精餾設備的折舊費，操作時變動回流比，直接影響前兩項費用。此外，即使同樣的加熱量和冷卻量，加熱費用和冷卻費用還隨著沸騰溫度和冷凝溫度而變化，特別當不使用水蒸氣作為加熱劑或者不能用空氣或冷卻水作為冷卻劑時，這兩項費用將大大增加。選擇適當的操作壓力，有時可避免使用高溫加熱劑或低溫冷卻劑（或冷凍劑），但卻增添加壓或抽真空的操作費用。
計算方法
基本概括
主要是精餾塔的計算。不論是板式塔或是填充塔，通常都按分級接觸傳質的概念來計算理論板數。對於雙組分精餾塔的設計計算，通常給定的設計條件有:液體混合物(料液)的量F和濃度xf（以易揮發組分的摩爾分率表示），以及塔頂和塔底產品的濃度xd和xw。計算所需的理論板數 NT和實際板數NP 。計算前必須先確定合理的回流比。理論塔板數的計算方法有：
圖解法
最常用的是麥凱勃－蒂利圖解法（美國W.L.麥凱勃和E.W.蒂利在1925年合作設計的雙組分精餾理論板計算的圖解方法）用於雙組分精餾計算。此法假定流經精餾段的汽相摩爾流量V和液相摩爾流量L以及提餾段中的汽液兩相流量V′和L′都保持恆定。此假定通常稱為恆摩爾流假定，它適用於料液中兩組分的摩爾汽化潛熱大致相等、混合時熱效應不大、而且兩組分沸點相近的系統。圖解法的基礎是組分的物料衡算和汽液平衡關係。
精餾
精餾
精餾取精餾段第n板至塔頂的塔段（圖2）為對象，作易揮發組分物料衡算得：式中D為塔頂產品流量;xn為離開第n板的液相濃度;yn+1為離開第n+1板的汽相濃度。此式稱精餾段操作線方程，在y-x圖上是斜率為L/V的直線。同樣取提餾段第m板至塔底的塔段為對象，作易揮發組分物料衡算得：式中D為塔底產品流量。此式稱為提餾段操作線方程。 將汽液平衡關係和兩條操作線方程繪在 y-x直角坐標上(圖3)。
精餾根據理論板的定義，離開任一塔板的汽液兩相濃度 xn與yn，必在平衡線上，根據組分的物料衡算，位於同一塔截面的兩相濃度xn與yn+1, 必落在相應塔段的操作線上。在塔頂產品濃度xd和塔底產品濃度xw範圍內，在平衡線和操作線之間作梯級，每梯級代表一塊理論板，總梯級數即為所需的理論板數NT，跨越兩操作線交點的梯級為加料板。計入全塔效率，即可算得實際板數NP(見級效率)；或根據等板高度,從理論板數即可算出填充層高度(見微分接觸傳質設備)。
捷算法
精餾
精餾用作粗略估算，首先根據芬斯克方程，（美國M.R.芬斯克1932年建立的全回流理論板數計算方程）算出採用全回流操作達到給定產品濃度xd和xw所需的最少理論板數Nmin（包括再沸器）：式中α為待分離兩組分間的全塔的平均相對揮發度，常取塔頂和塔底處的相對揮發度的幾何平均值。再由 Nmin、最小回流比Rmin和選用的回流比R，從吉利蘭經驗關聯式（1940年美國E.R.吉利蘭建立的計算理論板數關聯式）：求出所需的理論板數NT。對於相對揮發度在全塔接近常數的系統，即接近於理想溶液的混合液的分離，捷算法較可靠，並可推廣到估算多組分料液的精餾。捷算法在作整個生產過程的最佳化計算時常被採用，以節省時間。
過程簡介
精餾過程的核心在於回流，而回流必須消耗大量能量。降低能耗是精餾過程發展的重大課題。除了選擇經濟上合理的回流比外，主要的節能措施有：①熱泵精餾。將塔頂蒸氣絕熱壓縮（見熱力學過程）升溫後，重新作為再沸器的熱源(見熱泵蒸發)；②多效精餾。精餾裝置由壓力依次降低的若干個精餾塔組成，前一精餾塔塔頂蒸氣用作後一精餾塔再沸器的加熱蒸氣（見多效蒸發）；③採用高效精餾塔，可用較小的回流比；採用高效換熱器，可降低傳熱溫度差，這樣就可以減少有效能損失。④採用電子計算機對過程進行有效控制，減小操作裕度，確保過程在最低能耗下進行。
