主要工藝
煤制天然氣的工藝可分為煤氣化轉化技術和直接合成天然氣技術。兩者的區別主要在于煤氣化轉化技術先將原料煤加壓氣化，由于氣化得到的合成氣達不到甲烷化的要求，因此需要經過氣體轉換單元提高H2/CO 比再進行甲烷化（有些工藝將氣體轉換單元和甲烷化單元合并為一個部分同時進行）。直接合成天然氣技術則可以直接制得可用的天然氣。
煤氣轉化技術
煤氣化轉化技術可分為較為傳統的兩步法甲烷化工藝和將氣體轉換單元和甲烷化單元合并為一個部分同時進行的一步法甲烷化工藝。直接合成天然氣的技術主要有催化氣化工藝和加氫氣化工藝。其中催化氣化工藝是一種利用催化劑在加壓流化氣化爐中一步合成煤基天然氣的技術。加氫化工藝是將煤粉和氫氣均勻混合后加熱，直接生產富氫氣體。
流程
煤制天然氣整個生產工藝流程可簡述為：原料煤在煤氣化裝置中與空分裝置來的高純氧氣和中壓蒸汽進行反應制得粗煤氣；粗煤氣經耐硫耐油變換冷卻和低溫甲醇洗裝置脫硫脫碳后，制成所需的凈煤氣；從凈化裝置產生富含硫化氫的酸性氣體送至克勞斯硫回收和氨法脫硫裝置進行處理，生產出硫磺；凈化氣進入甲烷化裝置合成甲烷，生產出優質的天然氣；煤氣水中有害雜質通過酚氨回收裝置處理、廢水經物化處理、生化處理、深度處理及部分膜處理后，廢水得以回收利用；除主產品天然氣外，在工藝裝置中同時副產石腦油、焦油、粗酚、硫磺等副產品。主工藝生產裝置包括空分、碎煤加壓氣化爐；耐硫耐油變換；氣體凈化裝置；甲烷化合成裝置及廢水處理裝置。輔助生產裝置由硫回收裝置、動力、公用工程系統等裝置組成。