本實用新型涉及老化油技術領域，且公開了一種基于多級真空分離技術的海上油田油水分離裝置，括第一次脫水裝置和第二次脫水裝置，所述第一次脫水裝置包括框架，所述框架的內(nèi)側底面設置有一級老化油循環(huán)泵，該基于多級真空分離技術的海上油田油水分離裝置，通過在作業(yè)時打開進油口的閥門，利用真空泵的抽離將老化油原液吸入到一級真空閃蒸塔內(nèi)，當達到預定液位后關閉進油口，然后開始進行內(nèi)部循環(huán)脫水，老化油經(jīng)過一級電加熱器進行加熱后，在通過霧化噴頭噴淋到一級真空閃蒸塔內(nèi)部的多孔波紋金屬固體骨架結構的專用膜化填料上，膜內(nèi)徑向流速瞬間增大，膜內(nèi)物質(zhì)快速交換，氣液兩相接觸面不斷刷新，這就保證了薄膜具有一定的流體速度。