2단계 공사는 무연탄가스화 공정 건설과 자동화, 암모니아 생산능력 제고와 후민산 공정 개선 등으로 나누고 암모니아 생산  시스템을 도입, 자동화했다.
2단계 공사는 1·2계열로 나누어 진행되었는데 1계열 공사는 무연탄가스화 공정 건설과 이를 자동화하는 것이며 2계열 공사는 암모니아 생산능력 제고와 후민산 공정 개선 등이었다. 1계열 공사는 2010년 4월 봉탄생산공정, 가스발생공정, 가스청정공정, 3페로 공정 등에 의한 암모니아 생산 공정을 완공(조업식 4.29)하였으며 이 공정들은 분산형컴퓨터제어시스템(DCS)을 도입, 자동화하였다. 여기서 실제 새로 건설된 것은 원래 없었던 무연탄가스화 공정이고 암모니아 생산설비는 기존 나프타를 이용하는 공정의 설비를 보수하여 사용하였을 것으로 보인다.