本实用新型涉及一种三氧化硫膜式磺化设备的多层立体布置结构，包括架体，架体设置为多层立体布置，架体包括有从低到高竖直布设的多层平台，每层平台之间设置有用于连接的楼梯，架体上分别设置有三氧化硫发生单元、空气干燥单元、中和汽提单元、尾气单元和余热回收单元，三氧化硫发生单元、空气干燥单元和余热回收单元均设置在最下方的平台上，中和汽提单元和尾气单元设置在最上方的平台上。本实用新型将多个单元设置在适宜的平台上，利用多层平台实现膜式磺化设备的立体布置，通过管线连接各设备，减少磺化车间的占地面积，降低租房厂房的投入成本，适用于反应设备众多的大规模生产，多层平台便于进行不同高度设备的调节和维护。