증류탑은 액체 혼합물을 증류하여 성분을 분리하는 기계 장치로, 주로 화학 공정에서 사용된다. 이 장치는 액체가 열을 받아 증기로 변한 후, 다시 응축되어 액체 상태로 돌아가는 과정을 반복하여 효율적으로 혼합물의 성분을 분리한다. 증류탑은 보통 수직 구조를 가지고 있으며, 내부에 여러 개의 접촉 면을 제공하는 요벽과 같은 구조물들이 배치되어 있다. 이를 통해 증기와 액체가 접촉하여 열과 물질이 교환되는 과정을 촉진한다.

증류탑의 작동 원리는 그레이디언트에 의한 분배 법칙에 기반한다. 혼합물에서 더 끓는점이 낮은 성분은 상에 속해 증기화되고, 높은 성분은 하층에 남아 액체 상태로 존재한다. 탑의 상부로 갈수록 수증기의 농도가 증가하게 되며, 하부에서는 액체의 농도가 높아진다. 이렇게 분리된 성분들은 각각의 원하는 제품으로 수집되거나 추가적인 공정을 통해 후처리된다.

증류탑에는 주요한 여러 종류가 존재한다. 그 중에서 가장 일반적인 형태는 팝더형 증류탑과 판형 증류탑이다. 팝더형 증류탑은 단순한 구조로 열전달 효율이 뛰어나고, 판형 증류탑은 판의 수와 설계에 따라 분리 효율을 조절할 수 있어 다양한 산업에서 널리 활용된다. 각기 다른 원리에 따라 작동하는 다양한 설계가 존재하며, 이들은 각각의 공정 및 요구에 따라 맞춤형으로 제작될 수 있다.

증류탑의 주요 용도는 석유 정제, 화학물질 제조, 식품 및 음료 산업 등에서 나타난다. 특히 석유 산업에서는 원유를 여러 성분으로 나누는데 필수적이다. 예를 들어, 증류탑은 휘발유, 경유, 경유, 윤활유 등 다양한 연료와 화학 물질을 생산하는 데 기여한다. 최근에는 환경 및 에너지 효율성을 고려한 설계와 운영 방식이 더욱 중요해지고 있으며, 지속 가능한 개발을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.