本发明属于有机催化技术领域，提供了一种甲酸甲酯合成用脱氢反应装置，包括汽化塔、过热器、脱氢反应器、吸收塔和精馏塔，脱氢反应器包括筒体、连接轴、第一换热管、第二换热管和多个催化层，筒体设置有进气口和出气口，连接轴固定设置在筒体内，第一换热管呈螺旋状设置在筒体的筒壁内，第二换热管呈螺旋状设置在连接轴内，多个催化层沿着筒体的轴心线依次间隔设置，催化层设置有若干通孔，任意相邻的两个催化层的通孔的倾斜方向相反，且任意相邻的两个催化层之间设置有催化膜。本发明所提供的甲酸甲酯合成用脱氢反应装置及其工艺，甲酸甲酯的单程收率较高。