Перегонка — старейший метод разделения нефти на фракции, содержащие компоненты с близкими молекулярными массами, которым удалось выделить нз нефтей ряд индивидуальных соединений. Так, еще в конце XIX века дробной перегонкой были выделены и идентифицированы пентан, изопентан, 2-метилпентан, 2,3-диметилбутан, 2- и 3-метилгексаны и ряд других низкокипящих углеводородов.

Различные виды перегонки и ректификации широко используют и в настоящее время — ни одна схема анализа нефтей не обходится без фракционирования при атмосферном давлении или под вакуумом.
Фракционный состав нефти определяют с помощью перегонки при атмосферном давлении без ректификации на стандартном аппарате. При этом оценивают выход фракций, выкипающих до 300°С; перегонять более высококипящие нефтяные фракции и нефтепродукты при атмосферном давлении не рекомендуется, так как они при этом могут разлагаться.

Для определения группового углеводородного и структурно-группового состава обезвоженную нефть разделяют ректификацией при атмосферном давлении на унифицированных аппаратах (типа ЦИАТИМ-58а или АРН-2) на стандартные фракции: н. к. —60, 60—95, 95—122, 122—150, 150—200°С. Затем под вакуумом    при   остаточном    давлении    666,5—133,3 Па    (5—1 мм рт. ст.) отбирают средние фракции: 200—250, 250—300 и 300—350 °С. Для приведения температур кипения в вакууме к температурам кипения при атмосферном давлении пользуются специальными пересчетными формулами или номограммами, чаще всего номограммой UOP.
Для фракционирования масляных фракций вместо насадочных аппаратов можно применять колонки с вращающимся ротором, имеющие меньшее гидравлическое сопротивление и обеспечивающие получение фракций без разложения вплоть до550°С.
Для выделения высококипящих масляных фракций возможно использование молекулярной перегонки. Процесс протекает в глубоком вакууме (остаточное давление <0,1 Па) при небольшом расстоянии между поверхностями испарения и конденсации (10—30 мм), меньшем, чем длина свободного пробега молекул. В связи с этим испарившиеся молекулы не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии. Современные роторные пленочные аппараты позволяют отгонять фракции с температурой кипения до 650°С практически без разложения.

Ректификация при различных давлениях используется для выделения индивидуальных углеводородов из бензиновых фракций. При этом учитывается, что наиболее пологий характер зависимости давления насыщенного пара от температуры отмечается для н-алканов, более крутая зависимость характерна для алканов изостроения и циклоалканов.
Для разделения смесей углеводородов с близкими температурами кипения, например аренов Се, необходима сверхчеткая ректификация. Так, для выделения наиболее высококипящега изомера — о-ксилола (коэффициент относительной летучести а ключевой пары компонентов п-ксилол — о-ксилол при 180°С равен 1,135) используют ректификационные колонны, имеющие 100—150 тарелок при  кратности орошения   (5 - 8): 1.
Одним из методов газоразделения наряду с абсорбцией является низкотемпературная ректификация с использованием таких хладагентов, как аммиак или пропан.