由蒸馏的分离原理可知，如将苯—甲苯溶液加热，使之进行一次部分汽化，两组分便得到部分分离。汽化所得的气相(一级)中苯浓度比原有溶液提高了，若将此气相引出进行部分冷凝，则重新得到一呈平衡的汽液两相。其气相(二级)中苯的浓度又将进一步提高。该气相(二级)再一次部分冷凝所得的下一级气相(三级)，其苯浓度又可得以增加。显然，这种依次进行部分冷凝的次数(即级数)愈多，所得到的蒸气的浓度也愈高，最后可得高纯度的易挥发组分苯。
同样由蒸馏原理知，初始溶液加热部分汽化后，所残留的液相中甲苯的浓度比原溶液提高了。若将此液相引进另一加热釜再一次发生部分汽化，由于甲苯难挥发，则汽化后剩余的液相中甲苯的浓度又将进一步增加，如此继续下去，部分汽化的次数愈多，所残留的液体中甲苯的浓度就愈高，最后可得高纯度的难挥发组分甲苯。
生产中，上述过程是在精馏塔内同时进行的，温度相对较低的液体自塔顶在重力作用下从上往下流动，而温度较高的气体(蒸汽)则在压力的作用下自下往上流动，当两者相遇时，气相部分冷凝而液相部分汽化，从而同时实现多次部分汽化与多次部分冷凝。
由此可见，精馏就是多次运用部分汽化和部分冷凝的方法，使混合液得到较完全分离，以获得接近纯组分的操作。
工业上精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器等构成，如图10—1所示。在精馏塔内每隔一定高度安装一块塔板，或直接堆放填料。气液两相在塔板上或填料的表面相接触，而发生部分汽化和部分冷凝。
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