Toplotna bilanca se nanaša na ravnovesje med toploto, ki vstopa in izstopa iz kolone, kar se posebej odraža v zgornji temperaturi. Toplotna bilanca je osnova za doseganje materialne bilance in bilance plin-tekoče faze in je odvisna od njiju. Brez vroče plinske faze in hladnega refluksa ni mogoče doseči celotnega procesa destilacije; spremembe v delovnem tlaku in temperaturi kolone (tj. spremembe v sestavi ravnovesja plin-tekoče faze) bodo spremenile toploto, sproščeno s kondenzacijo plina, in toploto, absorbirano z uparjanjem tekočine na vsakem pladnju, kar se odraža v spremembah segrevanja dovoda in odvzema toplote na vrhu.
Obvladovanje materialne bilance, bilance plin-tekoče faze in toplotne bilance je ključnega pomena za destilacijo. Ta tri ravnotežja vplivajo in se med seboj omejujejo. Med delovanjem je poudarek običajno na nadzoru materialne bilance z ustreznimi prilagoditvami toplotne bilance, da se na koncu doseže ravnovesje plin-tekoče faze.
(1) Za vzdrževanje stabilnega ravnovesja nivoja tekočine na dnu kolone mora biti stabilno naslednje: ① hitrost dovajanja in temperatura dovajanja; ② zgornje, stranske in spodnje stopnje ekstrakcije; ③ zgornji tlak.
(2) Za vzdrževanje stabilne zgornje temperature mora biti stabilno naslednje: ① hitrost dovajanja in temperatura dovajanja; ② stopnja povratnega toka in temperatura v vsakem delu zgornjega refluksa in obtočnega refluksa; ③ zgornji tlak; ④ pretok pare za odstranjevanje; ⑤ brez vode v krmi in refluksu.
Z natančnim spremljanjem zgornje temperature in spodnjega nivoja tekočine, analiziranjem vzrokov nihanj in pravočasnim prilagajanjem je mogoče vzdrževati tri ravnovesja kolone, kar zagotavlja normalno delovanje kolone.
