两段式溶剂精制工艺是指将废机油回收精制工艺分成两段进行，用废机油与溶剂的不同组合来提高精制油的回收率以及质量，并降低总剂油比的一种溶剂精制过程。两段式溶剂精制工艺应用于废机油回收具有以下的优点：一是增加了精制段的长度，实质上是增加了精制理论段数；二是溶剂经合理分配，通过分段精制，提高了精制溶剂的选择性溶解能力，降低了溶剂的用量，且可更有效地去除废机油中的非理想组分，保留理想组分，从而既可以改善精制油的质量，又可以提高精制油的回收率。因此，采用两段式精制工艺无论从理论上还是经济性上都具有可行性。
两段式溶剂精制工艺可以分为并流精制和串流精制。并流精制是将废机油与新鲜的溶剂混合，进行第一段溶剂精制，精制后的油品与第一段精制分层后的溶剂混合，进行第二段溶剂精制，溶剂与油品进行两次接触精制。串流精制则是将新鲜溶剂分两次加入，新鲜溶剂与废机油混合进行第一段溶剂精制，静止后的油品进行第二段精制时仍与新鲜溶剂混合，两段精制产生的废溶剂一起回收处理。由于串流精制的第二段精制时采用的新鲜溶剂，所以串流精制第二段精制能力加强，能够精制出更多的非理想组分。
采用两段式精制能够有效提高用于废机油回收溶剂的精制选择能力，增强溶剂对非理想组分的精制强度，降低精制过程的总剂油比和能耗，提高油品的回收率。采用两段式串流精制的最佳精制工艺条件为：总剂油比1.0，精制温度70℃。精制回收后的润滑油达到我国润滑油基础油的标准，加入适当的添加剂后可作为成品油继续使用。