Tepelná bilance se vztahuje k rovnováze mezi teplem vstupujícím a vystupujícím z kolony, konkrétně se odráží v horní teplotě. Tepelná bilance je základem pro dosažení materiálové bilance a rovnováhy plyn{1}}kapalné fáze a závisí na nich. Bez horké plynné fáze a studeného refluxu nelze dosáhnout celého destilačního procesu; změny v provozním tlaku a teplotě kolony (tj. změny složení bilance plynné-kapalné fáze) změní teplo uvolněné kondenzací plynu a teplo absorbované odpařováním kapaliny na každém patře, což se projeví ve změnách ohřevu nástřiku a odběru horního tepla.
Zvládnutí materiálové bilance, bilance plyn-kapalné fáze a tepelné bilance je pro provoz destilace zásadní. Tyto tři rovnováhy se navzájem ovlivňují a omezují. Při provozu se obvykle zaměřujeme na kontrolu materiálové bilance s odpovídajícími úpravami tepelné bilance, aby bylo nakonec dosaženo rovnováhy plynné-kapaliny.
(1) Pro udržení stabilní rovnováhy hladiny kapaliny na dně kolony musí být stabilní: ① rychlost přívodu a teplota přívodu; ② rychlost extrakce horní, boční a spodní; ③ horní tlak.
(2) Pro udržení stabilní horní teploty musí být stabilní následující: ① rychlost podávání a teplota podávání; ② průtok a teplota zpětného toku v každé sekci horního zpětného toku a cirkulačního zpětného toku; ③ horní tlak; ④ průtok stripovací páry; ⑤ bez vody v krmivu a refluxu.
Pečlivým sledováním horní teploty a spodní hladiny kapaliny, analýzou příčin kolísání a prováděním včasných úprav lze udržovat tři rovnováhy kolony, což zajišťuje normální provoz kolony.
