O processo de separação líquido – líquido mais utilizado industrialmente é a extração por solventes. Para representar o equilíbrio de fases deste processo são empregados modelos de coeficiente de atividade. Esses modelos, por sua vez, possuem parâmetros de interação intermoleculares que precisam ser previamente determinados a partir de dados experimentais no equilíbrio líquido – líquido (ELL). O comportamento dos dados experimentais foi correlacionado com os modelos de predição dos coeficientes de atividade NRTL e UNIQUAC pela simulação do software Aspen Plus 7.3 para cada componente da mistura ternária nas condições experimentais. O comportamento das curvas binodais e das linhas de amarração apresentadas pelos dados experimentais mostraram desvios quando sobrepostas pelas preditas pelo modelo NRTL e UNIQUAC. O afastamento dos dados experimentais do comportamento predito pelos modelos termodinâmicos não comprometeu a simulação do processo de extração. Visando simular o processo de remoção do fenol no tolueno em efluentes de refinarias de petróleo utilizando o etileno glicol como um solvente de extração, foi empregado o software Aspen HYSYS 7.3 a partir dos parâmetros de interação estimados pelo software REGRESS 7.11.0, tendo como base os dados experimentais da mistura ternária em análise a 293.15 K. Na simulação da extração ocorreu a formação de duas fases líquidas estáveis coexistindo em equilíbrio. Uma das fases é rica em diluente (tolueno) e contém baixa concentração de soluto (fenol) sendo denominada de refinado, apresentando em frações molares 0.6215 de tolueno, 0.0801 de fenol e 0.2983 de etileno glicol. Já a outra é uma fase rica em solvente (etileno glicol) que contém alta concentração de fenol denominada de extrato, apresentando em frações molares 0.1309 de tolueno, 0.1241 de fenol e 0.7450 de etileno glicol. Cálculos do equilíbrio líquido-líquido utilizando o software SPECS 5.63 foram realizados para comprovar a existência de duas fases líquidas estáveis e imiscíveis no equilíbrio.