Višekomponentna destilacija je kemijski proces u kojem se mješavina hlapljivih spojeva odvaja na temelju njihovih vrelišta. Proces se odvija u destilacijskoj koloni, vertikalnom slaganju ladica ili faza na kojima koegzistiraju komponente u njihovoj tekućoj i parnoj fazi. Kako se smjesa pomiče uz stupac, spojevi visokog vrenja koncentriraju se na niže stupnjeve, dok se spojevi niskog vrenja koncentriraju na više stupnjeve.
Destilacijske kolone koriste osnovne principe ravnotežnih smjesa tekućina-para. Kako se toplina primjenjuje na tekućinu, temperatura tekućine raste do točke vrenja (BP). Na BP, dodatna energija ne uzrokuje porast temperature; nego ga molekule koriste da pobjegnu iz tekuće faze i postanu plin.
Energija koju apsorbira nova molekula plina više nije dostupna za zagrijavanje sljedeće molekule tekućine. Kako tekućina ključa, ona se također hladi zbog odsustva energije koja molekule plina drži u plinovitoj fazi. Ovo hlađenje će uzrokovati da se neke od molekula plina ponovno kondenziraju u tekućinu, oslobađajući energiju isparavanja. Oslobođena energija može ponovno zagrijati tekućinu. U ravnotežnim uvjetima, brzina isparavanja jednaka je brzini kondenzacije.
U višekomponentnoj destilacijskoj koloni na svakom stupnju uspostavlja se ravnotežna smjesa. Postoji stalan izvor nove energije koji se dovodi do dna kolone. Ova toplina uzrokuje da se neke od molekula plinske faze najhlapljivijeg spoja na svakom stupnju, onog s najnižim tlakom, podignu na sljedeću fazu. U ovoj višoj fazi, smjesa će ponovno pokušati doći u ravnotežu. Molekule koje dolaze odozdo mogu imati previsok BP da bi isparile u ovoj fazi, pa se akumuliraju u tekućoj fazi.
Na kraju, tekućina u svakoj fazi postaje koncentrirana u jednoj ili više komponenti. Bočni tokovi mogu se ukloniti u jednoj ili više faza. Tekućine će se koncentrirati u jednu ili više komponenti, a mogu biti potrebni dodatni koraci destilacije.
Nafta se obično destilira u frakcije višekomponentnom destilacijom. Frakcija je niz sličnih spojeva s bliskim BP koji se mogu tretirati kao jedan spoj. Benzin je primjer. Plin s niskim tlakom može se skinuti s vrha kolone i ne zahtijeva daljnju obradu.
Dizajn višekomponentne destilacije zahtijeva složene izračune. Parametri dizajna kolone uključuju određivanje broja faza, stupnja dovoda sirovine, faza u kojima se uklanjaju tokovi proizvoda i topline potrebne za pogon kolone. Specijalizirani višekomponentni računalni programi za destilaciju izvode ove izračune, ali inženjeri još uvijek uče metode grafičkog rješenja kako bi razumjeli proces.