本实用新型涉及一种裂解气冷却分离系统，包括二级冷却器A、二级冷却器B及脱水罐，二级冷却器A和二级冷却器B均连通脱水罐的入口端，脱水罐的出口端连通有去提浓系统管路，所述去提浓系统管路还连通有与裂解气总管连通的调压管路，调压管路上依次设置有第一手动阀、气动泄压阀及第二手动阀，调压管路还设置有旁通管路，旁通管路的入口端连通第一手动阀的入口端，旁通管路的出口端连通第二手动阀的出口端，旁通管路上还连通有第三手动阀。本实用新型能够避免系统内管路低位导致的水和聚合物的沉积问题，减少以管道的堵塞，优化了调压管路使得压缩机运行更加平稳，还可以通过调压管路进行大幅度的负荷加减，减少对压缩机运行的影响。