Distilasi multikomponen adalah proses kimia di mana campuran senyawa yang mudah menguap dipisahkan berdasarkan titik didihnya. Proses terjadi dalam kolom distilasi, tumpukan vertikal baki atau tahapan di mana komponen dalam fase cair dan uapnya hidup berdampingan. Saat campuran bergerak ke atas kolom, senyawa dengan titik didih tinggi berkonsentrasi pada tingkat yang lebih rendah, sedangkan senyawa dengan titik didih rendah berkonsentrasi pada tingkat yang lebih tinggi.
Kolom distilasi menggunakan prinsip dasar campuran kesetimbangan cair-uap. Saat panas diterapkan pada cairan, suhu cairan naik hingga mencapai titik didih (BP). Pada BP, energi tambahan tidak menyebabkan kenaikan suhu; sebaliknya, molekul menggunakannya untuk melepaskan diri dari fase cair dan menjadi gas.
Energi yang diserap oleh molekul gas baru tidak lagi tersedia untuk memanaskan molekul cair berikutnya. Saat cairan mendidih, cairan juga mendingin karena tidak adanya energi yang menjaga molekul gas dalam fase gas. Pendinginan ini akan menyebabkan beberapa molekul gas mengembun kembali menjadi cair, melepaskan energi penguapan. Energi yang dilepaskan mampu memanaskan kembali cairan. Pada kondisi setimbang, laju penguapan sama dengan laju kondensasi.
Dalam kolom distilasi multikomponen, campuran kesetimbangan dibuat pada setiap tahap. Ada sumber energi baru yang konstan dipasok ke bagian bawah kolom. Panas ini menyebabkan beberapa molekul fase gas dari senyawa yang paling mudah menguap pada setiap tahap, yang memiliki BP terendah, naik ke tahap berikutnya. Pada tahap yang lebih tinggi ini, campuran akan berusaha untuk mencapai kesetimbangan lagi. Molekul yang datang dari bawah mungkin memiliki tekanan darah yang terlalu tinggi untuk menguap pada tahap ini, sehingga mereka terakumulasi dalam fase cair.
Akhirnya, cairan di setiap tahap menjadi terkonsentrasi di satu atau lebih komponen. Aliran samping dapat dilepas pada satu atau lebih tahap. Aliran cairan akan terkonsentrasi dalam satu atau lebih komponen, dan langkah distilasi tambahan mungkin diperlukan.
Minyak bumi biasanya disuling menjadi fraksi melalui distilasi multikomponen. Fraksi adalah kisaran senyawa serupa dengan BP dekat yang dapat diperlakukan sebagai senyawa tunggal. Bensin adalah contohnya. Gas BP rendah dapat diambil dari bagian atas kolom dan tidak memerlukan pemrosesan lebih lanjut.
Desain distilasi multikomponen membutuhkan perhitungan yang rumit. Parameter desain kolom termasuk menentukan jumlah tahap, tahap umpan bahan baku, tahap di mana aliran produk dihilangkan, dan panas yang dibutuhkan untuk menggerakkan kolom. Program komputer distilasi multikomponen khusus melakukan perhitungan ini, tetapi para insinyur masih mempelajari metode solusi grafis untuk memahami prosesnya.