本发明涉及丙烷脱氢反应气分离领域，公开了一种丙烷脱氢反应气的分离方法，包括：(1)将丙烷脱氢反应气冷却；(2)将冷却后的气体进行膜分离，得到含有甲烷和氢气的渗透气以及富含烃的非渗透气；(3)将富含烃的非渗透气进行冷却；(4)在吸收塔中将含有C6‑C8馏分的汽油吸收剂与经冷却之后的富含烃的非渗透气进行接触，使得汽油吸收剂吸收富含烃的非渗透气中的碳三组分和/或更重组分；(5)将吸收碳三组分和/或更重组分后的汽油吸收剂在解吸塔中进行解吸，得到碳三组分气体和塔釜液；(6)将步骤(5)得到的碳三组分气体在丙烯精馏塔中进行丙烯精馏，得到丙烯和丙烷。本发明的方法能耗低且可以获得高纯度的氢气和丙烯。