本发明公开了一种隔壁萃取精馏分离正丁烷‑异丁烷‑丁烯的装置，其包括隔壁萃取精馏塔；所述的隔壁萃取精馏塔中沿塔的延伸方向设置一个将其内腔分隔的分隔壁，所述的分隔壁上端延伸至塔顶，下端与塔底之间留有空隙，使被分隔的两部分空间在塔底部连通；所述的分隔壁将精馏塔的内腔分隔为萃取段和分离段；所述的分离段中部设置一个隔板，将其分隔成上端的分离段Ⅰ和下端的分离段Ⅱ。本发明还提供了使用上述装置隔壁萃取精馏分离正丁烷‑异丁烷‑丁烯的工艺。本发明用一个复合隔壁萃取精馏塔完成，减少了分离装置，节省设备投资成本；解决该体系中组分多，沸点接近，组分分离困难、能耗高的问题。