一种环己烷催化氧化法氧化液的分离系统，闪蒸罐的进料口与氧化液源相连，顶部出口对闪蒸塔供料并设置溢流口对分液罐供料，闪蒸罐的底部出口对精馏塔供料，分液罐的轻相出口对萃取洗涤塔供料、重相出口对精馏塔供料，萃取洗涤塔的顶部设置水源进口、底部出口对闪蒸罐供料、顶部出口对精馏塔供料，闪蒸塔的底部出口对闪蒸罐供料，精馏塔的塔底设置精馏小塔，精馏塔的底部出口对精馏小塔供料，精馏小塔的底部出口对分解反应器供料，分解反应器设置催化剂进口，分解反应器对外排出醇酮二元酸酯。本发明在低能耗、高收率分离环己烷催化氧化法制备的氧化液的基础上，可有效避免系统发生堵塞，保证系统长时间正常工作。