本发明公开了一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的系统及方法。系统设置丁烯汽化装置和反应气预热装置，丁烯汽化装置包括：丁烯蒸发罐和丁烯蒸发器，反应气预热装置包括丁烯加热器和空气加热器；空气缓冲罐连接空气加热器后，管线分成三个，分别连接I段反应器、II段反应器、III段反应器的入口；丁烯蒸发罐连接丁烯加热器后，管线分成三个，分别连接I段反应器、II段反应器、III段反应器的入口。使得C4和空气先被预热到一定的温度后再与水蒸汽或生成气混合进入反应器，有效地抑制了醛类有机物因为激冷而发生缩聚反应，降低催化剂的结焦和积碳的发生几率，从而延长了催化剂的再生周期和使用寿命，进而降低了操作成本，提高了经济效益。