一种压缩天然气加气系统的油气分离器，包括设有进气口和出气口的压力容器壳体，压力容器壳体的腔内设置一隔板，将压力容器壳体的内腔分隔为上腔体和下腔体，上腔体为油气分离腔，下腔体为积油腔，隔板由设于积油腔内的支撑结构支撑，隔板上设有一上下贯穿的过油孔，油气分离腔中设置一聚结滤芯，聚结滤芯的上端与压力容器壳体的腔顶固定连接，且与压力容器壳体进气口接通，聚结滤芯的下端悬空不与隔板接触，聚结滤芯的外壁与压力容器壳体内壁之间留有过气空间，过气空间与出气口相通，积油腔的腔底设有一排油孔。对压缩天然气中混杂的油雾进行充分的分离过滤，消除混杂在压缩天然气中的油雾，避免油雾随压缩天然气加入到车辆的储气罐中。