本实用新型涉及乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统，包括按工艺水的流向依次设置的：破乳除油单元，包括用于对工艺水进行初步除油的聚结除油器；气浮过滤单元，包括用于对工艺水进行再次除油的气浮除油器以及设于该气浮除油器的下游用于除去工艺水中固体颗粒杂质的过滤器设备；萃取分离单元，包括用于将工艺水与萃取剂进行混合的萃取混合设备以及设于该萃取混合设备的下游用于进行油水分离的萃取分离罐。本实用新型提出了一种集聚结除油破乳、气浮、过滤、萃取分离、反洗等技术的组合式工艺水处理工艺，有效破除了工艺水乳化问题，其油水分离效果更好，并能够对工艺水中的苯乙烯进行分离回收，避免相应管路堵塞，保证系统的运行时间。