Toplinska ravnoteža odnosi se na ravnotežu između topline koja ulazi i izlazi iz stupca, što se posebno odražava na gornjoj temperaturi. Toplinska ravnoteža je temelj za postizanje materijalne ravnoteže i ravnoteže plin-tekuće faze, a zauzvrat ovisi o njima. Bez vruće plinske faze i hladnog refluksa ne može se postići cijeli proces destilacije; promjene u radnom tlaku i temperaturi kolone (tj. promjene u sastavu ravnoteže plin-tekuće faze) promijenit će toplinu oslobođenu kondenzacijom plina i toplinu apsorbiranu isparavanjem tekućine na svakoj ladici, što se odražava u promjenama u zagrijavanju punjenja i ekstrakciji topline na vrhu.
Ovladavanje ravnotežom materijala, ravnotežom plin-tekuće faze i ravnotežom topline presudno je za postupak destilacije. Ove tri ravnoteže utječu i ograničavaju jedna drugu. Tijekom rada, fokus je obično na kontroli ravnoteže materijala, s odgovarajućim prilagodbama ravnoteže topline kako bi se u konačnici postigla ravnoteža plin-tekuće faze.
(1) Za održavanje stabilne ravnoteže razine tekućine na dnu kolone, sljedeće mora biti stabilno: ① brzina punjenja i temperatura punjenja; ② gornja, bočna struja i donja stopa ekstrakcije; ③ gornji pritisak.
(2) Da bi se održala stabilna gornja temperatura, sljedeće mora biti stabilno: ① brzina punjenja i temperatura punjenja; ② brzina protoka refluksa i temperatura u svakom dijelu gornjeg refluksa i cirkulirajućeg refluksa; ③ gornji tlak; ④ protok pare za uklanjanje; ⑤ bez vode u hrani i refluksa.
Pažljivim praćenjem gornje temperature i donje razine tekućine, analizom uzroka fluktuacija i pravovremenim prilagodbama, mogu se održavati tri ravnoteže kolone, osiguravajući normalan rad kolone.
