成功蒸馏系统设计中的第一和最关键的步骤是建模蒸汽液体平衡。了解影响蒸汽液体平衡的因素对于成功建模这一关键互动是必不可少的。在向前迈向栏目经营目标之前，合格的工程师应该审查以下五个因素。
1.相对波动性：
纯液体的沸点被定义为:“液体的蒸气压等于大气施加在液体上的压力的温度。”任何蒸馏的基本原理都是根据沸点将两种或两种以上的物质分离出来。
混合物的沸点是混合物内各种物质蒸气压的函数。溶液的总压力是各组分的分蒸汽压之和。每一种物质都有自己的专用沸点，当它蒸发时，剩下的物质沸点更高。每一种物质的沸点和蒸汽压表明一种化学物质相对于混合物其余部分的相对挥发性。测定蒸汽压，进而测定相对挥发性，将表明通过蒸馏将混合物中各种物质分离出来有多么困难。
中蒸馏在美国，物质根据沸点分离。在蒸馏塔中，由于温度和压力的变化，混合物的沸点随着蒸汽的上升而变化。这个过程把蒸馏分为几个阶段。
在每个“阶段”的液体和蒸汽将达到平衡，不能进一步分离。随着每一个递进阶段的进行，上升的蒸汽和冷凝液体中物质的比例会根据工艺的需要变化为或多或少的浓缩。蒸馏物(蒸汽达到塔顶)或底部(液体下降到塔底)可以通过进一步蒸馏或其他过滤过程进一步提纯，如果需要的话。
蒸馏比只是沸腾单个物质更复杂。当考虑化学品的混合物时，整个混合物的沸点是在混合物中含有的纯物质的最低和最高沸点之间的某处，这取决于混合物部分的相对浓度。这是下一个因素，活动系数变得重要。
2.活度系数-表面张力示例:
固体或液体表面单个分子的吸引力产生了一种只向内的力。这被称为表面张力。使液体汽化需要更多的能量，因为单个分子必须克服表面张力。表面张力较低的物质汽化的难度较小。更多的蒸汽分子会增加物质的蒸汽压。如果周围的蒸气压增加，沸点就会降低。如果周围的蒸气压降低，沸点就会升高。蒸汽压最高的物质会使更多的分子沸腾，因为从表面张力释放分子所需的能量更少。
混合物的较轻组分（低沸点）浓缩在气相中。较重的组分（更高沸点）保留在液相中。液体在蒸汽上升，液体升高，液体升高，接触。当它升高时，蒸汽在光部件中变得更加丰富，并且在其下降时，液体变得更加丰富。液体到达柱的底部被重新煮沸并部分蒸发返回柱子。底部液体的其余部分被撤回为底部产品（底部）。将蒸汽达到柱的顶部被冷却并冷凝到液体并作为馏出物或架空产物除去。
必须考虑表面张力，因为在化学物质的混合物中，它会导致预期行为的偏差。这就是活度系数的由来。活度系数是热力学中用来解释非理想行为的一个因素。表面张力是导致偏差的一个因素。在蒸馏过程中，实现的化学物质的总体分离取决于以下因素:各组分的相对挥发性，它们的活度系数，液相流速与气相流速的比值，以及液相内的表面积与液体的比值蒸馏塔．
3.溶解性:
特定物质溶解在溶剂(另一种固体、液体或气态物质)中形成均相溶液的趋势影响着物质通过蒸馏分离的程度。两种物质越相似，特别是在沸点上，它们就越难分离。溶解度随温度和压力的变化而变化，这意味着随着蒸馏的进行，分离两种物质会变得更加困难。
这种溶解度通常归结为（蒸馏）是这样的：如果您有不可溶的，非异构的AzeoTrope，则必须将其分开在两个不同的阶段。
4.最大可以达到的浓度:
通过蒸馏可实现的某种物质的浓度总是限制。重复蒸馏可以仅优化到最大可实现的浓度的混合物，之后蒸馏不能进一步分离物质。重要的是要通过蒸馏来了解任何物质的最大可实现的浓度，从而可以为蒸馏过程设定参数，并且如果需要，可以计划进一步精炼方法，例如滤波。
这是摩擦酒精的一个例子。如果你看一瓶摩擦酒精，它会说它是91％的酒精，其余9％是水。在蒸馏过程中，当混合物达到该91％的醇比时，剩余的水和醇形成共沸物，其中两个组分沸点如此靠近它们，不能通过蒸馏进一步分离它们。
5.表面积:
实现蒸馏塔中存在的液体和蒸气的最佳表面积的最佳量最大化蒸馏塔的效率。随着液体展开的，表面积的量增加，使得液体更容易煮沸并允许液体和蒸气分子之间的更多接触。液体蒸汽状态之间的一组分子循环的次数越多，两种物质的越快也可以分离。只有沸点最高的分子将到达柱的顶部作为蒸气。
如前所述，蒸馏塔的每个“阶段”都是蒸汽分子和液体分子达到平衡的区域。平衡是蒸发速率等于冷凝速率的一种条件。在平衡状态下，不再有蒸汽被煮沸而上升到较高的柱中。
将物质分离成所需比例所需的级数将决定色谱柱的高度。回流还必须与阶段要求一起考虑。回流是将冷凝蒸汽回流到塔内，以进一步增加流经塔内的液体和蒸汽量的做法。回流到塔内的液体量可以降低所需的级数。
传统的设计蒸馏塔的方法是在每一级都有一个托盘来收集冷凝的液体，并使其与塔内的蒸汽保持恒定的接触。在每一层都有一个托盘，允许液体在托盘的自然阶段扩散。
最近一种实现最大表面积的方法是使用填料塔设计，在蒸馏塔中填充填料材料，可以是随意倾倒的形式，也可以是塔内的结构化形式。当混合物分阶段分离时，包装材料为液体的扩散提供了大量的表面积。
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来源：
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