本实用新型公开了一种二氧化碳精馏分离废液处理装置，涉及二氧化碳精馏分离技术领域，包括：气体压缩机；脱重塔，其入口与气体压缩机相连；第一气液分离装置，其入口与脱重塔顶部的蒸汽出口相连；第二气液分离装置，其入口与第一气液分离装置的气相出口相连；脱轻塔，其入口与第二气液分离装置的液相出口相连；换热器，具有原料气进口，原料气出口，废液进口和废气出口，所述废液进口与脱重塔底部废液出口相连，所述原料气出口与气体压缩机进气口相连；缓冲罐，与换热器的废气出口相连，同时与第二气液分离装置的气相出口相连。本实用新型通过将原料气与来自脱重塔底部的重组分废液换热，使废液的冷能回收利用并提高系统产量，达到节能增产目的。