本发明公开了一种甲酚混合异构体分离提纯的工艺方法，其特征在于将主要含间甲酚和对甲酚异构体混合物作为进料输入到顺序式模拟移动床中进行吸附分离，从抽出液口得到高纯度的对甲酚溶液，再经过精馏分离除去解吸溶剂得到对甲酚产品；从抽余液口得到主要含间甲酚的混合溶液，然后将其进行精馏分离去除解吸溶剂得到富含间甲酚的混合物，再结晶分离得到间甲酚产品。本发明所述顺序式模拟移动床至少含有4根色谱分离柱，至少包含有原料进料口、解吸剂进料口、抽出液出料口和抽余液出料口。本发明的工艺方法能够连续高效同时得到高纯度的对甲酚和间甲酚产品，具有很好的工业应用前景。