本实用新型公开了一种天然气超音速深冷液化实验装置，包括依次串联的供气瓶、储气罐、增压泵、超音速分离管,超音速分离管的出气口与储气罐连接，超音速分离管的出液口连接一个两相分离器，两相分离器的出液口连接一LNG低温钢瓶，两相分离器的出气口连接于超音速分离管的出气口与储气罐之间，形成三岔口；所述供气瓶、储气罐之间设置流量调节阀；所述增压泵、超音速分离管进气口之间设置天然气处理装置。它为研究天然气的旋转超音速液化流动过程、气体自旋及其他因素对甲烷液化的影响规律提供实验平台，以实现预测天然气流动和液化行为、提高系统液化性能、实现天然气超音速液化技术规模化应用。