本发明公开了一种合成乙酸仲丁酯的方法，包括：多段反应步骤，用于在催化剂作用下，将输入的乙酸及C4馏分的混合物在多段绝热固定床反应器中进行充分反应后，输出反应产物；控温控压步骤，反应产物进入控温控压装置中通过压力控制反应产物的汽化分率进而控制反应温升，反应产物在控温控压装置中达到预定温度后发生汽化反应，吸收反应热，分离为汽相产物及液相产物，并通过控温控压装置根据预定压力值进行气压调节，将汽相产物排出，液相产物输入多段绝热固定床反应器中的下一段，继续与C4馏分进行充分反应；馏分分离步骤，通过馏分分离塔接收汽相产物与液相产物后，进行分离，合成为乙酸仲丁酯。本发明还公开了一种合成乙酸仲丁酯的装置。