本实用新型属于天然气液化技术领域，尤其为一种二阶混合制冷天然气液化装置，包括罐体，所述罐体内壁的底部固定连接有氮气箱，所述罐体内壁的顶部固定连接有液化罐和储存罐，所述氮气箱的左侧固定连接有注入管，所述注入管的左侧穿过罐体并位于罐体的左侧；本实用新型，通过设置单向阀，可避免液压缸工作的时候天然气发生逆流现象，通过液压缸，液压缸工作带动压力板向下移动，从而可对气态天然气压缩成液态的形式，通过低温冷却器，可将气态氮气温度降低转换成液态氮气的形式，从而可对气体天然气压缩产生的热气进行降温，也促进了天然气液化的效率，同时也可对液体天然气提供合适储存环境，整个装置结构合理，使用方便，实用性强。