本实用新型公开的一种二氧化碳甲烷化合成天然气的均温工艺系统，属于煤制天然气技术领域。采用一个绝热反应器与一个列管式均温反应器串联的工艺系统，绝热反应器采用循环、冷激的工艺；绝热反应器出口的混合气分为两部分，一路作为绝热反应器的入口反应气，另一路作为列管式均温反应器的入口反应气；有效稀释原料气的组分，降低每一段的碳负荷，绝热反应器入口还设计了冷激气管线，列管式均温反应器与汽包形成循环换热，维持列管式均温反应器温度均一，不仅提高了工艺系统的生产能力，而且增大了产品气中甲烷的浓度，生产出合格的合成天然气产品。该工艺系统设计合理，减少了系统中的设备数量，从而减少了投资，降低了操作难度，生产效率高。