本发明提供一种精馏提纯生产80％水合肼的尾气处理系统及方法，尾气处理系统与精馏系统连接，精馏系统包括顺序连接的蒸发加热装置、捕沫器、精馏塔、冷却器和肼贮槽；尾气处理系统包括蒸汽压缩机和冷凝器，精馏塔的顶部的第一出口管道与冷凝器连接，精馏塔的顶部的第二出口管道与蒸汽压缩机的进口连接，蒸汽压缩机的出口直接与蒸发加热装置的加热管道连接。本发明所述的精馏提纯生产80％水合肼的尾气处理系统，能够将精馏塔的尾气压缩为高温高压蒸汽，并将其作为蒸发加热装置的加热热源，逐步代替生蒸汽加热蒸发加热装置，不仅可以节约蒸汽，实现热能的循环利用，节能降耗；还可以避免将尾气冷凝为废水，减少了废水排放。