本发明公开了一种从甲醇制烯烃化工废水中分离长链烃类的设备和方法。该设备包括溶剂气浮塔和疏水性聚并板组件，溶剂气浮塔的塔壁上设有废水入口、废水出口、气体入口、气体出口、溶剂入口和溶剂出口，废水入口的位置高于废水出口的位置，气体入口的位置低于废水出口的位置，气体出口的位置高于气体入口的位置，溶剂入口和溶剂出口均高于废水入口；疏水性聚并板组件设在溶剂气浮塔的内部，位于废水入口与废水出口之间。该设备通过在溶剂气浮塔的内部设置疏水性聚并板组件，增加了携带有长链烃类有机溶剂的液滴的聚并机会，减少了水相与溶剂的返混，改善了溶剂气浮塔内的流体力学特性，简化了废水处理工艺，降低了能耗，提高了分离效率。