本发明提供了一种己内酰胺残液分离结晶的系统及方法，该系统包括依次连接的沉降设备、第一过滤设备、中和设备、蒸发设备、第二过滤设备、蒸馏设备、配料罐及结晶设备。己内酰胺残液进行沉降初步分离水不溶物，然后经第一过滤设备再过滤，过滤后与稀酸混合在中和设备内反应降低碱度，反应后己内酰胺残液进行蒸发浓缩并过滤出反应生成的Na2SO4，再进行精馏，得到精己内酰胺，精己内酰胺在配料釜中加除盐水进行配料并进行搅拌，配料后的己内酰胺通过冷却控温后进结晶设备进行结晶，结晶后的物料经离心分离，得到己内酰胺晶体。本发明能够有效去除残液中的水不溶物，调节碱度，提高己内酰胺的质量与产量。