本发明涉及萃取分离设备技术领域，具体涉及一种甲苯硝化反应液分离设备及工作方法，通过堰板部下方设有环形固定板，环形固定板下方连接有沿转鼓内部径向方向设置的摇杆部，初始状态下，摇杆部位于转鼓中心的一端向上倾斜，随进液不同，例如转鼓内的重相液相对于轻相液的比例减小时，摇杆部逐渐转动水平，触发外环活动气囊伸出，用于减小第二通口的出液面积，并触发内环活动气囊缩回，用于增大第一通口的出液面积，从而防止轻相液从第二通口逃逸，同时增大轻相液由第一通口出液量，从而合理的适应性调整重相液和轻相液的出液速度，进一步提高出液分离效率。