利用氢回收非渗透气生产合成天然气的方法，甲醇驰放气经氢回收富裕氢气后的非渗透气无需减压通过气气换热器进入高压一级等温甲烷化反应器，在温度250-380℃、压力1.0-7.0MPa和镍催化剂作用下，将非渗透气中的H2、CO和CO2反应生成甲烷，CO甲烷化反应热在等温甲烷化反应器中通过中压锅炉水以副产4.0-4.5Mpa的中压蒸汽的形式回收，甲烷化反应通过水移热控温，温度易于控制，不需要设置循环压缩机控温，压力高、温度低均有利于甲烷化反应平衡转化，仅需要一级甲烷化反应即可满足送入天然气管道的要求，无需进行液化深冷分离等处理。本发明将氢回收后的非渗透气作为高压等温甲烷化的原料气，制得的气体无需深冷液化分离，可直接送入输送天然气管道。