本实用新型公开了一种炼油废水分级处理装置，包括调节壳体和反应壳体，所述调节壳体顶部外壁两侧安装有同一个连接架，且连接架底部外壁安装有电动导轨，电动导轨底部外壁滑动连接有电动滑块，所述电动滑块底部外壁安装有电动机，且电动机输出轴底部外壁安装有旋转轴，旋转轴圆周外壁安装有等距离分布的搅拌杆，所述调节壳体另一侧外壁底部安装有抽液泵，且抽液泵输出端安装有第一连接管。本实用新型中，通过设置有电动机、旋转轴和搅拌杆，能够将炼油废水与混凝剂进行混合，提高了反应效率，通过设置有连接架、电动导轨和电动滑块，能够带动搅拌杆在调节壳体上来回移动，提高了炼油废水与混凝剂反应的充分性。