本实用新型公开了一种直接水合法制仲丁醇中水合反应器导出水相的处理系统，属于丁烯水合生产仲丁醇技术领域。其技术方案为：包括循环工艺水罐，循环工艺水罐连接有工艺水采出管线，工艺水采出管线通过偏心异径管与脱重器的进料口连接；脱重器的顶部连接有轻组分采出管线，底部连接有重组分采出管线，脱重器还连接有脱轻脱重工艺水采出管线；脱重器内安装有液位传感器，工艺水采出管线上安装有控制阀，液位传感器及控制阀分别与控制器电连接。本实用新型通过加粗管线减缓流速使工艺水中的重组分沉降、轻组分挥发，达到净化提纯的目的，提高水系统循环利用的效果。