天脊集团立足“节能、降耗、增产”这一核心目标，依靠科学，创新思路，自主研发攻关集成的科技项目《大型碎煤加压气化制合成氨增产节能技术的开发与集成应用》，在煤制氨领域引起同行业极度关注。中国石化联合会组织专家对该项目鉴定时，一致认为：技术系统性、创新性强，节能减排效果显著，达到国际领先水平。
大型碎煤加压气化制合成氨增产节能技术的开发与集成应用在世界上首次变为现实，天脊集团自主创新构架的煤制氨装置，目前世界上仅此一套。这对适应我国多煤少油的能源结构特点，对于国内诸多因生产成本太高正急于寻求油改煤生产合成氨之路的化肥企业来说，极具借鉴和推广价值。这一技术成果已在新疆广汇新能源甲醇等多个项目得到推广应用。目前应用天脊的技术成果建成和在建的碎煤加压气化装置13套、气化炉251台、煤气水处理装置15套，规划建设的和天脊技术有关的新型煤化工项目还有许多。
天脊集团原有的煤制合成氨装置设计生产能力为30万t/a，是20世纪70年代引进德国鲁奇加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗、液氮洗、甲烷转化及托普索氨合成等工艺技术，在当初就构成了举世无双的独特的合成氨工艺。但随着科技的进步和企业的快速发展，面临原装置工艺技术落后、能耗高、运行可靠性低的实际，近300名的天脊工程技术人员，紧扣目标，科学攻关，积极渗透，对引进技术进行消化、吸收、再创新。
针对装置存在问题，天脊技术人员进行了研究探索，从优化工艺操作、改进材料材质、强化运行维护等方面进行技术攻关，最终实现了气化炉单炉产气量提高10%以上、四炉并运率超过95%的目标。
原合成氨装置采用的是低温甲醇洗和液氮洗联合净化工艺。技术标定确认：要实现装置增产50%的目标，低温甲醇洗脱硫塔能力有富余，但脱碳塔和后续液氮洗装置没有潜力可挖。天脊工程技术人员开发应用的变压吸附脱碳提氢新工艺，与原低温甲醇洗、甲烷蒸汽转化装置有机结合，创新了大型煤制合成氨工艺流程配置。
原变换装置变换率低，是系统能耗较高的主要原因之一，与其配套的液氮洗装置是在高一氧化碳条件下实现冷量平衡的。要实现装置增产节能目标，必须大幅提高变换率，但变换率提高后，打破了原装置的冷量平衡。天脊技术人员发明了尾气循环补冷技术，回避了改造设备的技术风险，投资少，简便易行，在降低系统能耗的同时，实现了系统冷量平衡和正常运行。
由于原装置设计理念和工艺技术相对落后，许多关键设备反应效率低、处理能力差、能耗高。天脊技术人员将其内件改为高效节能内件，并对相应的工艺流程进行了重新调整配置，提高了反应效率和处理能力，降低了系统能耗。
碎煤加压气化产生的煤气水如何彻底处理，这是公认的世界难题，是鲁奇、萨索尔等煤化工公司一直研究探索的目标。天脊人通过研究相关理论，结合生产实际经验，对煤气水处理流程进行了创新再造，提高了对煤气水中固体杂质、焦油、轻油的分离效率，降低了对后续系统的影响。并重点开发了煤气水汽提技术、开发了煤气水逆流洗涤新工艺，新增了膜生化处理和反渗透处理装置，使煤气水得到深度处理、循环利用。
含硫尾气比较特殊，它是高二氧化碳、低硫化氢气体，气量大，压力低，国内外没有现成的处理技术。天脊工程技术人员开发利用超重力技术进行处理，使硫化氢废气得到治理，实现了达标排放。
经过创新改造，合成氨装置实现了超设计生产，给企业创造了可观的经济效益。项目实施后，2007—2010年累计新增销售收入52.40亿元，新增利税12.45亿元。