本发明公开了一种分离式天然气低温分离器，具体涉及天然气加工设备技术，包括分离罐，所述分离罐内腔中部固定连接有三相分离结构，所述分离罐外表面右部与三相分离结构内腔共同设置有冷却结构，所述分离罐外表面前部开设有观察窗，所述分离罐内腔下部设置有排油结构，所述排油结构下端与分离罐内腔底壁共同设置有自动排水结构。本发明所述的一种分离式天然气低温分离器，通过三相分离结构的作用将天然气中的凝析油和水蒸气分离，分离后的天然气上升通过破雾结构的作用将小颗粒水分分离后通过出气管送出，而分离出来的油水混合物进入分离罐内腔，通过排油结构和自动排水结构的配合将油水分离，通过自动排水结构自动将水排出。