La destilación al vacío es un proceso mediante el cual los compuestos volátiles se separan de una mezcla líquida aprovechando la tendencia de dichos compuestos a evaporarse de la mezcla a una velocidad mayor a presiones atmosféricas más bajas, a menudo sin aumentar la temperatura. Al encerrar una mezcla en un tanque de destilación y reducir la presión, se induce la evaporación de compuestos volátiles de la mezcla. Luego, el vapor se captura y se condensa nuevamente en un líquido. La destilación al vacío se puede realizar a pequeña escala en un laboratorio o a escala industrial como se hace en las refinerías de petróleo.
Cualquier compuesto disuelto en un líquido tendrá una presión de vapor, que generalmente se expresa como una fracción de una atmósfera estándar de presión, a una temperatura específica. Es la presión a la que un compuesto en particular se evaporará fácilmente de una solución líquida. La destilación al vacío utiliza esta propiedad para separar compuestos individuales de mezclas, particularmente en el refinado de productos petrolíferos. El líquido a separar se coloca en un recipiente sellado con un sistema de regulación de la presión. Mediante el uso de presiones de vapor conocidas de elementos específicos de la mezcla, la presión se reduce y, a veces, se eleva la temperatura, hasta que el compuesto deseado comienza a evaporarse o hervir de la mezcla.
Una vez que el compuesto deseado se convierte en vapor, se recoge, se enfría y se vuelve a poner a presión atmosférica estándar para condensarlo. Incluso se puede presurizar a una presión atmosférica superior a la estándar si normalmente es un gas, como combustibles como el propano, para convertirlo en líquido. Al someter una mezcla como el crudo crudo a una variedad de temperaturas y presiones, muchos componentes diferentes de la mezcla se pueden separar y refinar de esta manera. El petróleo crudo puede contener cientos de hidrocarburos y, en muchos casos, la destilación al vacío es la única forma de separarlos entre sí de manera fácil y eficiente.
Los compuestos que tienen un alto punto de ebullición o cuyos vapores son más pesados que el aire a una atmósfera estándar de presión son particularmente adecuados para la separación por destilación al vacío, especialmente cuando se disuelven en agua o en una mezcla que contiene agua. La destilación al vacío también permite que los compuestos se destilen a temperaturas más bajas de lo que sería posible de otro modo. Eso es útil para compuestos que se alteran o descomponen por calentamiento.
El aparato para la destilación al vacío puede ser relativamente simple, como los que se usan a veces en los laboratorios, o extremadamente complejo, como las grandes torres que se encuentran en las refinerías de petróleo. Una torre de destilación al vacío en una refinería de petróleo puede tener varios pisos de altura y puede ser capaz de separar docenas de compuestos de hidrocarburos. Una configuración de laboratorio pequeña puede ser muy simple y no ocupa más espacio que el tablero de una mesa.