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簡單蒸餾及平衡蒸餾只能達到組分的部分增濃。利用兩組分揮發度的差異實現高純度的分離，便需要精餾來實現。料液自塔的中部某適當位置加入塔內，塔頂設有冷凝器將塔頂蒸汽冷凝為液體。冷凝液的一部分回入塔頂，稱為回流液，其余作為塔頂產品連續排出。在塔內上部分（加料位置以上）上升蒸汽和回流液體之間進行作逆流接觸和物質傳遞。塔底部裝有再沸器（蒸發釜）以加熱液體產生蒸汽，蒸汽沿塔上升，與下降的液體逆流接觸并進行物質傳遞，塔底連續排出部分作為塔底產品。
在塔的加料位置以上，上升蒸汽所含的重組分向液相傳遞，而回流液中的輕組分向氣相傳遞。如此物質交換的結果，使上升蒸汽中輕組分的濃度逐漸升高。只有足夠的相際接觸表面和足夠的液體回流量，達到塔頂的蒸汽成為高純度的輕組分。塔的上部分完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱為精餾段。
在塔的加料位置以下，下降液體（包括回流液和加料中的液體）中的輕組分向氣相傳遞，上升蒸汽中的重組分向液相傳遞。這樣，只要兩相接觸面和上升蒸汽量足夠，達到塔底的液體中所含的輕組分可降至很低，從而獲得高純度的重組分。塔的下部分完成了下降液體中重組分的提濃即提出了輕組分，因而稱為提留段。