La destilación multicomponente es un proceso químico en el que una mezcla de compuestos volátiles se separa en función de sus puntos de ebullición. El proceso ocurre en una columna de destilación, un apilamiento vertical de bandejas o etapas sobre las cuales coexisten componentes en sus fases líquida y vapor. A medida que la mezcla sube por la columna, los compuestos de alto punto de ebullición se concentran en las etapas inferiores, mientras que los compuestos de bajo punto de ebullición se concentran en las etapas superiores.
Las columnas de destilación utilizan principios básicos de mezclas de equilibrio líquido-vapor. A medida que se aplica calor a un líquido, la temperatura del líquido aumenta hasta alcanzar el punto de ebullición (BP). En el BP, la energía adicional no provoca un aumento de temperatura; más bien, las moléculas lo usan para escapar de la fase líquida y convertirse en gas.
La energía absorbida por la nueva molécula de gas ya no está disponible para calentar la siguiente molécula de líquido. A medida que el líquido hierve, también se enfría por la ausencia de energía que mantiene las moléculas de gas en fase gaseosa. Este enfriamiento hará que algunas de las moléculas de gas se condensen nuevamente en líquido, liberando la energía de vaporización. La energía liberada es capaz de recalentar el líquido. En condiciones de equilibrio, la tasa de vaporización es igual a la tasa de condensación.
En una columna de destilación multicomponente, se establece una mezcla de equilibrio en cada etapa. Hay una fuente constante de nueva energía suministrada a la parte inferior de la columna. Este calor hace que algunas de las moléculas en fase gaseosa del compuesto más volátil en cada etapa, la que tiene la PA más baja, se eleven a la siguiente etapa. En esta etapa superior, la mezcla intentará volver a equilibrarse. Las moléculas que vienen de abajo pueden tener un BP demasiado alto para vaporizarse en esta etapa, por lo que se acumulan en la fase líquida.
Finalmente, el líquido de cada etapa se concentra en uno o más de los componentes. Las corrientes laterales pueden eliminarse en una o más etapas. Las corrientes líquidas se concentrarán en uno o más componentes y pueden ser necesarias etapas de destilación adicionales.
El petróleo se destila típicamente en fracciones mediante destilación multicomponente. Una fracción es un rango de compuestos similares con un BP cercano que se puede tratar como un solo compuesto. La gasolina es un ejemplo. Un gas de baja presión sanguínea puede retirarse de la parte superior de la columna y no requiere procesamiento adicional.
El diseño de una destilación multicomponente requiere cálculos complejos. Los parámetros de diseño de la columna incluyen especificar el número de etapas, la etapa de alimentación de la materia prima, las etapas en las que se eliminan las corrientes de producto y el calor necesario para impulsar la columna. Los programas informáticos especializados en destilación de componentes múltiples realizan estos cálculos, pero los ingenieros aún aprenden métodos de solución gráfica para comprender el proceso.