蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段，如萃取、Absorption等相比，它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
不同组分液体具有不同的沸点，是蒸馏最基本的理论依据。在相同温度下，液体上方各个组分蒸气的分压也有所不同。
参考二元单相液体的相图，当由液体A和B按一定比例配成的混合液（设A的浓度为c1）经过加热后到达沸点线，然后通过无差异的气液平衡(从1到2)，在生成的气相中得到A的含量为c2的混合气；该气体经过降温冷凝后收集便得到具有新组成（A浓度为c2）的液体。按图例来讲，就是左侧的A组分被提纯了（因为C2大于c1）。
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