本发明提供了一种同时制备乙酸丁酯和丙烯酸丁酯的装置系统及其方法。所述工艺方法包括：（1）丙烯通过氧化反应器进行氧化反应后，经过急冷吸收塔得到粗丙烯酸；（2）在酯化反应器中混合正丁醇、酸催化剂以及粗丙烯酸，酯化反应后得到粗乙酸丁酯和粗丙烯酸丁酯；（3）粗乙酸丁酯经过脱水塔脱水后得到所述乙酸丁酯；（4）粗丙烯酸丁酯经过丙烯酸丁酯精制装置精制后得到所述丙烯酸丁酯。采用本发明提供的装置系统的同时调整氧化反应参数以及急冷吸收塔的操作条件，控制粗丙烯酸内杂质种类和含量，可以得到合格丙烯酸丁酯产品的同时，副产乙酸丁酯产品，附加值较高；且所述工艺方法可以降低蒸汽量的使用，具备能量消耗低、助剂消耗低的优点。