本实用新型涉及一种分离二甲基甲酰胺溶液的系统装置，包括依次连接的脱水塔和产品塔；脱水塔塔顶出口连接冷却循环组件，冷却循环组件与脱水塔塔釜加热组件连接，与预热器连接；产品塔塔顶设有冷凝器和回流泵，同时连接于产品塔塔顶进口，和产品采集组件。本实用新型充分利用脱水塔自身产生的热量，通过脱水塔塔顶出口设置冷却循环组件，两次利用脱水塔塔顶蒸发的气相料液热源；同时脱水塔塔釜设有冷却循环组件充分利用脱水塔塔釜出料热量；通过产品采集组件中前馏分罐收集前馏分中含水量较高的二甲基甲酰胺料液再次入脱水塔中循环，实现了2个精馏塔就能够分离出纯度为99.9％的DMF，减少了设备投资。