本实用新型公开了一种用于焦化粗苯放空油的油水分离装置，包括洗油放空槽和油水分离槽，油水分离槽包括槽体和槽盖，槽体内的底部竖直间隔设置有第一隔板和第二隔板，第一隔板和第二隔板将槽体内的空间分隔成滤渣缓冲区、油水分离区和储油区，在靠近第一隔板的滤渣缓冲区内竖直设置有第三隔板，油水分离区内设置有布油器，布油器包括依次连接的圆弧段、竖直段和横段，油水分离区内的上部设置有吸油机构。本装置在油水分离的过程中，主要依靠吸油棉的物理吸附特性，分离周期短，不需要太长的静置时间即可完成油水分离作业，工作效率高，且由于吸油棉亲油疏水的特性，分离效果好，具有显著的经济价值和社会价值。