本发明提供了一种混合丁烯的叠合方法和装置，其中的方法包括：(1)在选择性叠合条件下，将含有混合丁烯的叠合原料进行叠合反应；(2)从步骤(1)的产物物流中分离出未反应碳四和第一叠合产物；(3)在非选择性叠合条件下，将步骤(2)中的未反应碳四进行剩余丁烯的叠合反应；(4)从步骤(3)的产物物流中分离出第二叠合产物。本发明的特点是：分别获得异丁烯选择性叠合产品和其它丁烯的全叠合产品；在进行异丁烯选择性叠合的同时，可以脱除叠合原料中的有害杂质；可以更多制造三甲基戊烯和二甲基己烯并延长催化剂稳定运转周期。