雙組分混合液的分離是簡單的精餾操作。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，位于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底,其余餾出液是塔頂產品。位于塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸氣沿塔上升，余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。對不形成恒沸物的物系，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*地分離，生產出所需純度的兩種產品。當使n組分混合液較*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*的分離，關鍵在于回流的應用。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凈的單組分產品。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。