本申请提供了一种烯烃催化裂解的分离装置和分离方法，属于石油化工及煤化工技术领域。装置包括：烯烃催化裂解器、分离单元、脱丙烷单元、脱杂质单元、脱乙烷单元和精馏单元；烯烃催化裂解器、分离单元、脱丙烷单元、脱杂质单元、脱乙烷单元和精馏单元依次连通；烯烃催化裂解器用于对催化裂化副产物进行催化裂解反应，得到反应产物；分离单元、脱丙烷单元、脱杂质单元和脱乙烷单元分别用于将反应产物中的碳四碳五组分、碳四组分和惰性杂质依次脱出，得到碳二组分和碳三组分；精馏单元，用于分别对碳二组分和碳三组分进行精馏，得到聚合级乙烯和聚合级丙烯。该装置得到的聚合级乙烯和聚合级丙烯纯度高、利用率高，能够提高催化裂化副产物的利用率。