原油首先在常压蒸馏塔中提炼。原油馏分，如较轻的气体(C1-C4)、汽油、石脑油、煤油、燃料油、柴油等，在常压蒸馏塔中分离。在取出这些较轻的碳氢化合物后，常压精馏塔底部残留的重渣油需要进行精炼。这些重烃残留物被送到减压蒸馏塔进行进一步的碳氢化合物分离。
来自常压蒸馏塔的重质油在燃烧加热器中加热至约400˚C，然后送入真空蒸馏塔，在那里它们被分馏成轻质油、重质油和真空滞留。在常压蒸馏塔的操作温度和压力条件下，有些重烃不能沸腾。因此，它们以液态的形式离开塔底，被送到真空蒸馏塔，在那里，当压力显著降低时，它们可以在更低的温度下沸腾。真空塔的绝对操作压力可以降低到20毫米汞柱或更低(大气压力为760毫米汞柱)。此外,过热蒸汽与进料一起注入塔底，将碳氢化合物分压降低至10毫米汞柱或更低。较低的分压使碳氢化合物更容易汽化，因此消耗的热量更少。
上图为该真空精馏塔的典型工艺流程图(PFD)。蒸汽喷射器可用于从塔顶以低压抽吸较轻的碳氢化合物蒸汽。然后这些蒸汽被冷却，使早先在列中引入的蒸汽凝结。冷凝的含油水被去除，煮沸后可循环进入塔内。烃类蒸汽在这一阶段被取出。
两种不同的碳氢化合物——“轻真空柴油”和“重真空柴油”在真空蒸馏塔的不同阶段被分离，根据它们的沸点范围的不同。在低压下抽取的液体需要用泵抽。然后将其加热，并部分回收到柱中。部分被取出作为真空蒸馏产品——“轻真空柴油”或“重真空柴油”。轻真空气体石油被送到一个加氢器，然后通过“催化裂化”装置获得较小的链烃。重真空气体油也被送往“加氢裂化装置”使用氢气进行裂化，以生产更小的链烃。
即使在减压下也不能沸腾的重烃仍然留在塔底，并作为“真空残渣”被泵出。真空蒸馏塔底渣只能用于“焦化装置”生产焦炭或生产沥青。
