Destillatiekolom
Meestal zal de scheiding echter niet voldoende zijn wanneer zo'n eenvoudige destillatie wordt uitgevoerd. Om de scheiding te verbeteren kan men een zogenaamde destillatiekolom inzetten. De damp wordt dan niet meteen na de vorming gescheiden, maar wordt eerst langzaam omhoog getransporteerd door de kolom. Er zal zich een temperatuurevenwicht instellen waarbij naarmate men hoger in de kolom komt, een steeds lagere temperatuur heerst. Een groot deel van de damp zal in de kolom condenseren en de vloeistof die daarbij wordt gevormd stroomt terug in het originele vat. Doordat de damp en de vloeistof nu tegen elkaar instromen zal de zuiverheid van de laagkokende verbinding in de damp naar boven toe in de kolom steeds verder toenemen. Alleen de damp die de top van de destillatiekolom heeft bereikt wordt nu afgescheiden gecondenseerd. Als zelfs destillatie met een kolom niet voldoende scheiding brengt kan een tweede destillatiestap uitkomst bieden.
Kooktraject
Het mengsel behoudt niet gedurende de hele destillatie het zelfde kookpunt. Het mengsel zal een zogenaamd kooktraject vertonen: de temperatuur loopt op naarmate meer van de laagkokende component wordt afgedestilleerd. Door de oplopende temperatuur zal de zuiverheid van de damp bovenin de destillatiekolom steeds slechter worden.
Wanneer het doel van de destillatie is om de laagkokende component zo zuiver mogelijk in handen te krijgen, is het verstandig vroeg met de destillatie te stoppen. Wanneer echter het doel is om de hoogkokende component zuiver over te houden, moet men langer met de destillatie doorgaan. Men kan eventueel meerdere destillatiefracties maken door het condensaat dat in verschillende fasen wordt gevormd gescheiden op te vangen; elke fractie heeft dan zijn eigen zuiverheid.
Dit gebeurt bijvoorbeeld bij de olieraffinage: De ruwe aardolie, die een mengsel is van veel verschillende koolwaterstoffen, wordt gedestilleerd. Er worden destillatiefracties bij verschillende temperatuur opgevangen, en deze worden voor verschillende doelen gebruikt en onder verschillende namen verkocht: zo zijn er bijvoorbeeld petroleum, kerosine, en stookolie.
Azeotroop
Sommige mengsels vertonen geen kooktraject. Wanneer ze worden gekookt, heeft de dampfase precies dezelfde verhouding als de vloeistoffase. Deze mengsels, die azeotroop worden genoemd, kunnen niet door destillatie worden gescheiden. Een bekende azeotroop is een mengsel van 96% alcohol en 4% water.
Een azeotroop heeft, als consequentie van de wetten van de thermodynamica, altijd een kookpunt dat óf hoger is dan het hoogste van de twee kookpunten van de componenten, óf lager is dan het laagste van de twee kookpunten van de componenten. Het laatste is het geval voor het alcohol/water azeotroop.
Toepassingen
Enkele toepassingen van destillatie - Waarschijnlijk de oudste toepassing van de destillatie techniek is het verkrijgen van sterk alcoholische dranken uit wijn of bier. Zo wordt bijvoorbeeld cognac of whiskey geproduceerd. Thuis zelf destilleren wordt afgeraden omdat hierbij vaak het giftige methanol in sterke concentratie optreedt.
- Bij het destilleren van aardolie ontstaan fracties met verschillende kookpunten, die elk een verschillend gebruik kennen:
| Fractie | Kooktraject (oC) |
| benzine | 20 - 150 |
| nafta | 150 - 180 |
| kerosine | 180 - 230 |
| dieselolie | 230 - 330 |
| stookolie | 330 - 370 |
| bitumen | > 370 |
- Bij het destilleren van water kan zeer zuiver water zonder verontreinigingen worden verkregen.
