La distillation, en tant que processus de séparation thermique, est employée si la composition chimique de la phase vapeur est différente de celle de la phase liquide. C'est essentiellement le cas pour les mélanges de produits présentant des points d'ébullition différents et donc des volatilités différentes. La conception de processus et d'installations pour séparer, purifier, concentrer et récupérer des composants chimiques par distillation fait partie de notre cœur de métier.
Il faut aussi relever les mélanges liquides formant à un rythme spécifique une phase vapeur de même composition. Il s'agit d'azéotropes qui ne peuvent plus être davantage divisés par distillation. Si cela s'impose néanmoins, les conditions de processus sont à modifier de sorte que la composition de la phase vapeur devienne différente de celle de la phase liquide. C'est possible, notamment en modifiant la pression de service ou en ajoutant un autre composé. L'ajout d'un composé présentant une faible volatilité pour réduire la pression de la vapeur des composants du mélange entraîne une distillation dite extractive, ainsi pour les processus de concentration de l'acide nitrique QVF® et de l'acide chlorhydrique QVF®.
Une autre situation survient si la phase liquide comprend des composants liquides non-miscibles. En ce cas, les pressions de vapeur des composants liquides ne diminuent sous l'effet l'une de l'autre et les pressions de vapeur de chaque liquide s'ajoutent de sorte que les composants aux points d'ébullition supérieurs deviennent aussi volatils pour entraîner une hydrodistillation, par exemple.