フィッシャー・トロプシュ法 – HiSoUR 芸術文化美術歴史

フィッシャー・トロプシュ法は、一酸化炭素と水素との混合物を液体炭化水素に変換する化学反応の集合体である。これらの反応は、典型的には150-300℃（302-572°F）の温度および1~数十気圧の圧力で金属触媒の存在下で起こる。このプロセスは、1925年にドイツのミュールハイム・アン・デア・ルール（Mülheiman der Ruhr）にあるカイザー・ヴィルヘルム・インスティテュート・フール・コホレンフォルシェン（Kaiser-Wilhelm-InstitutfürKohlenforschung）のFranz FischerとHans Tropschによって初めて開発されました。

C1化学の最も優れた例として、フィッシャー・トロプシュ法は、液体炭化水素を製造するための石炭液化技術とガス・液体技術の両方において重要な反応である。通常の実施では、一酸化炭素と水素（FTの原料）は、石炭、天然ガス、またはバイオマスから、ガス化として知られているプロセスで製造されています。フィッシャー・トロプシュプロセスは、これらのガスを合成潤滑油および合成燃料に変換する。フィッシャー・トロプシュ法は、低硫黄ディーゼル燃料の供給源として間欠的な注目を受けており、石油由来の炭化水素の供給またはコストに対処している。

反応メカニズム
フィッシャー・トロプシュ法は、理想的には式（C nn（C _n H _{2n + 2} ））を有する種々の炭化水素を生成する一連の化学反応を含む。アルカン類は、

（ 2n + 1）H ₂ + n CO→C _n H _{2n + 2} + _nH ₂ O
nは典型的には10-20である。メタン（n = 1）の生成は望ましくない。生成されるアルカンのほとんどは、直鎖状である傾向があり、ディーゼル燃料として適している。アルカン生成に加えて、競合反応は少量のアルケン、ならびにアルコールおよび他の酸素化炭化水素を与える。

フィッシャー・トロプシュ（Fischer-Tropsch）中間体および元素反応
H2とCOの混合物を脂肪族生成物に変換することは、明らかに、いくつかの中間体との多段階反応でなければならない。炭化水素鎖の成長は、水素原子が炭素および酸素に加えられ、C-O結合が分割され、新しいC-C結合が形成される反復配列を含むものとして視覚化され得る。 CO + 2 H 2→（CH 2）+ H 2 Oによって生成される1つの-CH 2 – 基について、いくつかの反応が必要である：

COの会合吸着
C-O結合の分割
2 H 2の解離吸着
2 Hを酸素に移行させてH 2 O
H2Oの脱着
2 Hを炭素に移行させてCH2

COのアルカンへの変換は、COの水素化、C-O結合の水素化分解（H 2を用いた開裂）、およびC-C結合の形成を含む。このような反応は、表面結合金属カルボニルの初期形成によって進行すると考えられる。 CO配位子は、おそらく酸化物および炭化物の配位子に解離すると推測される。ホルミル（CHO）、ヒドロキシカルベン（HCOH）、ヒドロキシメチル（CH 2 OH）、メチル（CH 3）、メチレン（CH 2）、メチリジン（CH）およびヒドロキシメチルイジン（COH）を含む様々なC1フラグメントが可能である。さらに、液体燃料の製造にとって重要なのは、移動性挿入のようなC-C結合を形成する反応である。関連する化学量論的反応の多くは、別個の金属クラスター上でシミュレートされているが、均一なフィッシャー・トロプシュ触媒は開発されておらず、商業的に重要ではない。

同位体標識されたアルコールを供給流に添加すると、生成物にアルコールが取り込まれる。この観察は、C-O結合切断の機能を確立する。コバルト触媒上で14 C標識エチレンおよびプロペンを使用すると、これらのオレフィンが成長鎖に取り込まれる。したがって、連鎖成長反応は、「オレフィンの挿入」および「CO挿入」の両方を含むようである。

原料：ガス化
石炭または関連固体供給原料（炭素源）に付随するフィッシャー・トロプシュプラントは、最初に固体燃料を気体反応体、すなわちCO、H2およびアルカンに変換しなければならない。この変換はガス化と呼ばれ、生成物は合成ガス（合成ガス）と呼ばれます。石炭ガス化から得られる合成ガスは、〜2の理想比と比較して約0.7のH2：CO比を有する傾向がある。この比率は、水性ガスシフト反応によって調節される。石炭系フィッシャー・トロプシュプラントは、ガス化プロセスのエネルギー源に応じて様々な量のCO2を生成する。しかしながら、大部分の石炭系プラントは、フィッシャー・トロプシュプロセスの全てのエネルギー要求を供給するために供給石炭に依存している。

原料：GTL
FT触媒作用のための一酸化炭素は、炭化水素から誘導される。ガス・トゥ・リキッド（GTL）技術では、炭化水素はしばしば廃棄またはフレアされる低分子量材料である。撚り合わされたガスは比較的安価なガスを提供する。 GTLは実行可能であり、ガスは油よりも比較的安価なままである。

フィッシャー・トロプシュ触媒に必要なガス状反応体を得るためには、いくつかの反応が必要である。第1に、フィッシャー・トロプシュ反応器に入る反応ガスは脱硫されなければならない。さもなければ、硫黄含有不純物はフィッシャー・トロプシュ反応に必要な触媒を不活性化（「毒」）する。

H2：CO比を調整するためにいくつかの反応が用いられる。最も重要なものは、一酸化炭素を犠牲にして水素源を提供する水性ガスシフト反応である。

H ₂ O + CO→H ₂ + CO ₂
原料としてメタンを使用するフィッシャー・トロプシュプラントでは、メタンをCOおよびH2に変換する水蒸気改質が重要な反応です。

H ₂ O + CH ₄ →CO + 3 H ₂

プロセス条件
一般に、フィッシャー・トロプシュ法は150-300℃（302-572°F）の温度範囲で操作される。より高い温度は、より速い反応およびより高い転化率をもたらすが、メタン生成を好む傾向もある。このため、温度は、通常、範囲の低から中の部分に維持される。圧力を増加させると転化率が高くなり、長鎖アルカンの形成にも有利であり、いずれも望ましい。典型的な圧力は、1気圧から数10気圧の範囲である。さらに高圧が有利であるが、利点は高圧装置の追加コストを正当化しない可能性があり、圧力が高くなるとコークス形成による触媒の失活につながる可能性がある。

様々な合成ガス組成物を使用することができる。コバルト系触媒では、最適なH2：CO比は約1.8-2.1である。鉄系触媒は、鉄系触媒の本質的な水ガスシフト反応活性のために、より低い比を許容することができる。この反応性は、比較的低いH2：CO比（<1）を有する傾向のある石炭またはバイオマス由来の合成ガスにとって重要であり得る。フィッシャー・トロプシュ反応器の設計反応器からの熱の効率的な除去は、フィッシャー・トロプシュ反応器の基本的な必要性である。なぜなら、これらの反応は高い発熱性によって特徴付けられるからである。 4つのタイプのリアクターについて説明します。マルチチューブ固定床リアクターこのタイプのリアクターには、直径の小さい複数のチューブが含まれています。これらの管は触媒を含み、反応熱を除去する沸騰水によって取り囲まれている。固定床反応器は、低温での運転に適しており、上限温度は530Kである。過剰な温度は炭素沈着を招き、従って反応器の閉塞を招く。大量の生成物が液体状態であるので、このタイプの反応器は、トリクルフロー反応器システムとも呼ばれる。流入流リアクタフィッシャー・トロプシュプロセスのための反応器の重要な要件は、反応熱を除去することである。このタイプの反応器は熱を除去する熱交換器の2つのバンクを含む。残りは製品によって除去され、システム内でリサイクルされる。重質ワックスの形成は、触媒上で凝縮して凝集物を形成するので避けるべきである。これは流動化をもたらす。従って、ライザーは570K以上で運転される。スラリー反応器熱除去は、内部冷却コイルによって行われる。合成ガスは、液体媒体中に懸濁されたワックス状生成物および微粉化触媒を通して泡立てられる。これはまた、反応器の内容物の撹拌を提供する。触媒粒径は、拡散熱および物質移動の制限を低減する。反応器の温度が低いほど粘性の高い生成物が得られ、より高い温度（> 570K）は望ましくない生成物のスペクトルを与える。また、触媒からの生成物の分離が問題である。

流動床および循環触媒（ライザー）反応器
これらは高温フィッシャー・トロプシュ合成（約340℃）に使用され、アルカリ化溶融鉄触媒上に低分子量不飽和炭化水素を生成する。流動床技術（重質石油留出物の接触分解による）は、1946-50年にHydrocarbon Researchによって導入され、「Hydrocol」プロセスと名付けられました。テキサス州ブラウンズビルで1951〜57年に操業した大規模フィッシャー・トロプシュハイドロコール工場（年産35万トン）。技術的な問題や石油の入手可能性の高まりによる経済の不足のため、この開発は中止されました。流動床フィッシャー・トロプシュ合成は最近、Sasolによって非常にうまく再調査された。年間500,000トンの能力を有する1基の原子炉が稼動しており、さらに大型の原子炉が建設中である（年間約85万トン）。このプロセスは現在、主としてC2およびC7アルケン製造に使用されている。この新しい開発は、フィッシャー・トロプシュ技術の重要な進歩とみなすことができます。 Kellogg社と1956年にSasolに建設されたそれぞれのプラントによって、循環する鉄触媒（循環液床、ライザー反応器、同伴触媒プロセス）による高温プロセスが導入された。成功した操作。南アフリカのセカンダ（Secunda）には、このタイプの16基の先進原子炉が年間約33万トンの規模で運転されていました。現在、循環触媒プロセスは、優れたSasol-advanced fluid-bed技術に置き換えられています。油中に懸濁したコバルト触媒粒子を用いた初期の実験はフィッシャーによって行われている。粉末鉄スラリー触媒およびCO豊富な合成ガスを有する気泡塔型反応器は、1953年にラインプレューベン社（Rheinpreuben Company）のパイロットプラントスケールに特に開発された。最近、（1990年以降）低温フィッシャートロプシュスラリープロセスが、特に炭化水素ワックスの製造のための鉄及びコバルト触媒の使用、又はエクソン及びサソールによる水素化分解及び異性化によりディーゼル燃料を製造するための使用。今日、スラリー相（気泡塔）低温フィッシャー・トロプシュ合成は、フィッシャー・トロプシュクリーンディーゼル製造のための最も効率的なプロセスと多くの著者によって考えられている。このフィッシャー・トロプシュ技術は、海上油田の関連するガスを炭化水素液体に変換するための船舶用のStatoil Company（ノルウェー）によって開発中です。

手続における原材料

原材料としての石炭
フィッシャー・トロプシュ合成のための合成ガスを供給するためには、石炭ガス化の1000℃を超える温度、例えばLurgi加圧ガス化装置、Winkler発生装置またはKoppers-Totzek反応装置では、もともとは石炭のみであり、水蒸気および空気または酸素は合成ガス。この反応では、第一段階で水素対一酸化炭素比0.7のみが達成されるので、一酸化炭素の一部は水性ガスシフト反応で水と共に二酸化炭素および水素に変換され、2：1の比が達成された。合成ガスを冷却し、フェノールとアンモニアを分離し、二酸化炭素、硫化水素、シアン化水素および有機成分を除去したレクチソルベントに供する。触媒は硫黄に敏感であり、硫化水素含有量は通常30ppb未満の体積含有量に減少する。清浄なガスは、依然として約12％のメタン、エタン、窒素および希ガスならびに約86％の一酸化炭素および水素を1：2の比率で含有する。

原料としての天然ガス、バイオマス、廃棄物
フィッシャー・トロプシュ法の大きな利点は、すべての高エネルギー原材料が基本的にプロセスに適していることです。石炭や天然ガスの他に、バイオガス、木材、農業廃棄物、家庭廃棄物などがあります。世界初の固体バイオマス工場は2005年にフライベルク近くのChorenに建設されました。 2011年に彼女は支払不能になった。

2009年、フィッシャー・トロプシュ燃料（FT-SPK）の航空燃料としてのASTMによる一般承認。ブリティッシュ・エアウェイズやキャセイ・パシフィックなどの航空会社は、2014年に家庭ごみからFT燃料の生産を優先し、ロンドンや香港にそのような施設を建設し始めました。

製品の配布
一般に、フィッシャー・トロプシュプロセス中に形成される炭化水素の生成物分布は、Anderson-Schulz-Flory分布に従う。

W _n / n =（1- α ） ^{2αn -1}

ここでWnはn個の炭素原子を含む炭化水素の重量分率であり、αは連鎖成長確率または分子が反応してより長い連鎖を形成する確率である。一般に、αは触媒および特定のプロセス条件によって大きく決定される。

上記の式を調べると、αが0.5未満である限り、メタンは常に最大の単一生成物であることがわかります。しかしながら、αを1に近づけることによって、形成されるメタンの総量は、様々な長鎖生成物の全ての合計に比べて最小化され得る。 αを増加させると、長鎖炭化水素の形成が増加する。非常に長鎖の炭化水素はワックスであり、室温で固体である。したがって、液体輸送燃料を製造するためには、フィッシャー・トロプシュ生成物の一部を分解する必要があり得る。これを避けるために、いくつかの研究者は、ある特徴的なサイズ（通常n <10）よりも長い炭化水素の生成を制限することができる固定サイズの細孔を有するゼオライトまたは他の触媒基材を使用することを提案している。このようにして、多くの長鎖炭化水素を生成することなくメタン生成を最小限に抑えるように反応を推進することができる。そのような努力は限られた成功しかなかった。

手順

圧力と温度
水素と一酸化炭素の比が約2~2.2である精製粗ガスは、パラフィン、オレフィン及びアルコールのような炭化水素への合成反応において触媒的に不均一に反応する。最終製品は、ガソリン（合成ガソリン）、ディーゼル、暖房油、化学工業用原材料です。この反応は、既に大気圧で160〜200℃の温度で行われる。技術的には、プロセスによってはより高い圧力と温度が使用されます。合成は次の反応スキームに従って進行する：

$\ n \、\ mathrm {H} _（2n + 1）\、\ mathrm {H} _ {2} \ leftathharpoons \ mathrm {$ （アルカン）
$\ mathrm {H} _ {2} \ mathrm {CO} +（2n）\、\ mathrm {H} _ {2} \ mathrm {$ （アルケネス）
$\\ {\} \ mathrm {\} \ {2 \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ \\\\\\\\\\ +（n-1）\、\ mathrm {H} _ {2} \ mathrm {O}$ （アルコール類）
約1.25キロの水が燃料1キログラム当たり製造され、使用される水素の約半分がその製造に使用される。鉄含有触媒は水 – ガスシフト反応を触媒し、水の代わりに二酸化炭素を生じる：

${\ displaystyle \ mathrm {CO + H_ {2} O \; {\ overrightarrow {\ leftarrow}} \; CO_ {2} + H_ {2}} \ qquad \ Delta H_ {R \ 298} ^ {0} = -41 {、} 2 \ \ mathrm {kJ / mol}}$

触媒
フィッシャー・トロプシュ合成において、種々の触媒が使用される。最も一般的に使用されるのは、遷移金属のコバルト、鉄、ニッケルおよびルテニウムに基づく。使用される担体は、珪藻土、酸化アルミニウム、ゼオライトおよび二酸化チタンなどの大きな比表面積を有する多孔質金属酸化物である。

触媒は、多孔質金属酸化物に金属塩溶液を含浸させ、その後焼成することによって調製することができる。触媒活性は促進剤によるものであり、これらはアルカリ金属または銅などの自己触媒活性触媒成分ではない。さらに、担体の細孔径分布、焼成および還元条件ならびに得られる活性触媒金属の粒径は触媒活性に影響を与える。鉄触媒のための良好な促進剤であるアルカリ金属のような物質は、例えばコバルト触媒の場合に触媒毒として作用する。コバルト、ニッケルおよびルテニウムは、反応中に金属状態のままであり、鉄は一連の酸化物および炭化物を形成する。しかしながら、使用される塩の不完全な還元によって残された酸化コバルトは促進剤の役割を果たすと考えられている。

鉄およびコバルト含有触媒は、通常、多くの場合他の金属および他の促進剤とともに沈殿によって得られる。フィッシャーおよびトロプシュの元の触媒は、新たに沈殿した触媒に珪藻土を添加したコバルト、トリウムおよび硝酸マグネシウムの共沈により調製した。コバルト塩の成形、乾燥および還元などのさらなる工程は、触媒の活性に著しく影響を及ぼす。コバルト触媒は水性ガスシフト反応において低い活性しか示さないが、鉄触媒はそれらを触媒する。

手順
このプロセスは、変換された合成ガス1立方メートル当たり約3000キロジュールの大きな反応熱を除去する必要性によって決定される。温度は、圧力を調節することによって温度が制御される水によって消散される。過度に高い温度は、メタン生成および触媒の急速なコーキングにつながる。

製品
典型的なフィッシャー・トロプシュ製品は、約10-15％の液化ガス（プロパンおよびブタン）、50％のガソリン、28％の灯油（ディーゼル油）、6％の軟パラフィン（パラフィンゴシップ）および2％の硬パラフィンを含有する。このプロセスは、石炭、天然ガスまたはバイオマスからのガソリンおよび油の大規模生産にとって重要である。反応中に形成される炭化水素の鎖長分布は、Schulz-Flory分布に従う。鎖長分布は、以下の式で表すことができます。

$\ W_ {n} = n（1- \ alpha）^ {2} \ alpha ^ {（n-1）}$ 。
W nはn個の炭素原子を有する炭化水素分子の重量分率であり、αは鎖成長確率である。一般に、αは、触媒および特定のプロセス条件によって決定される。プロセス条件および触媒の設計を変えることによって、化学工業の原料としてのオレフィンのような種々の生成物に対する選択性を制御することができる。

プロセスバリアント

Arge合成
このプロセスはいくつかの変形例で実行される。 Fischer and Tropschによって開発された常圧プロセスに加えて、Pichlerによって開発された高負荷またはアルゴン合成とも呼ばれる中圧プロセスは、RuhrchemieおよびLurgiのコンソーシアムによって製品化されました。この場合、石炭ガス化生成物を、約220〜240℃の温度および25バールまでの圧力で固定床法で銅および炭酸カリウムをドープした鉄接触に変換する。一酸化炭素対水素の比は1〜1.7である。得られる生成物は、パラフィン/オレフィン混合物、いわゆるGatschである。

この反応は発熱性であり、250℃で形成されるCH 2基1モルあたり158キロジュールである：

$\ mathrm {H} _（2）\、\ mathrm {H} _ \ 2、\ mathrm { mathrm {O} \、; \、{\ mathrm {R}} = - 158 \、\ mathrm {kJ} / \ mathrm {mol}$
1つの問題は、最も等温反応が可能であることを確実にするために、水素化の高熱を除去することである。 Arge反応器は元々3メートルの直径を有し、約35トンまたは40立方メートルの触媒を収容する2052本の触媒管を備えていた。触媒は、狭く、水道管でラップされて配置される。反応熱は、圧力下で沸騰水によって除去される。不十分な熱除去は、触媒床を横切る温度勾配をもたらし、接触のメタン生成またはコーキングを増加させる可能性がある。コンタクトの触媒活性の低下は、反応温度の上昇によって相殺される。

現代の原子炉における触媒容積は約200m3である。いくつかの反応器を有するフィッシャー・トロプシュプラントは、合成ガスの標準条件下で約1,500,000m 3 /時間を必要とし、年間約200万tの炭化水素を生成する。合成は約94％の総転化率で3段階で実施される。固定床反応器での実施に加えて、流動床法（Hydrocol法）、触媒が流動フライアッシュとして存在する煙道ガス合成法、または油懸濁液（Rheinpreußen-Koppers法）としてのプロセス変種があり、。

合成プロセス
反応変異体はサソール（Sasol）およびケロッグ（Kellogg）社によって開発されたシンゾール（Synthol）合成である。フィッシャーとトロプシュが開発した同名の方法と混同してはいけません。このプロセスは、煙道ガス合成である。彼の中で触媒は反応ガスと共に粉末として計量供給される。この方法は25バールおよび300℃を超える温度で行われる。結果として、好ましくは低分子量炭化水素を形成する。水素に対する一酸化炭素の比は約1：2である。

コバルト
鉄は特定の用途により適しているが、コバルトベースの触媒は非常に活性である。コバルト触媒は、供給原料が天然ガスである場合、フィッシャー・トロプシュ合成にとってより活性である。天然ガスは高い水素対炭素比を有するので、水性ガスシフトはコバルト触媒には必要ない。鉄触媒は、石炭またはバイオマスなどの低品質供給原料に好ましい。これらの水素を含まない供給原料から誘導された合成ガスは、水素含量が低く、水性ガス転換反応を必要とする。合成中に金属状態にとどまるこのプロセス（Co、Ni、Ru）に使用される他の金属とは異なり、鉄触媒は反応中に種々の酸化物および炭化物を含む多くの相を形成する傾向がある。これらの相変態の制御は、触媒活性を維持し、触媒粒子の破壊を防止する上で重要であり得る。

活性金属に加えて、触媒は、典型的には、カリウムおよび銅を含む多くの「促進剤」を含む。第1族のアルカリ金属（カリウムを含む）は、コバルト触媒の毒であるが、鉄触媒の促進剤である。触媒は、シリカ、アルミナ、またはゼオライトなどの高表面積結合剤/担体に担持される。プロモーターはまた、活動に重要な影響を与えます。アルカリ金属酸化物および銅は一般的な促進剤であるが、配合は主金属、鉄対コバルトに依存する。コバルト触媒上のアルカリ酸化物は、一般に、非常に低いアルカリ負荷でも活性が著しく低下する。メタンとC 2〜C 4の選択性が低下する一方でC≧5であり、CO 2選択性は増加する。加えて、アルケン対アルカン比は増加する。

フィッシャー・トロプシュ触媒は、硫黄含有化合物による被毒に敏感である。コバルトベースの触媒は、鉄の対応物よりも敏感である。

鉄
フィッシャー・トロプシュ鉄触媒は、高い活性および安定性（例えば0.5重量％のK 2 O）を達成するためにアルカリ促進を必要とする。選択性制御（例えば、高オレフィン性）のために、還元促進のためのCuの添加、構造促進のためのSiO 2、Al 2 O 3の添加、および多少のマンガンを適用することができる。作動触媒は、水素の還元後に、合成の初期の期間にいくつかの炭化鉄相および元素状炭素が形成されるときにのみ得られ、鉄金属はいくつかの金属鉄に加えてなお存在する。鉄触媒を用いると、選択性の2つの方向が追求されている。一方向は、同伴相または流動床法（Sasol-Synthol法）で製造される低分子量オレフィン系炭化水素混合物を対象としている。比較的高い反応温度（約340℃）に起因して、生成物の平均分子量は非常に低く、反応条件下で液体生成物相は生じない。反応器内を移動する触媒粒子は小さく（粒子直径100μm）、触媒上の炭素堆積は反応器の動作を妨げない。従って、水素で還元した後に、溶融マグネタイト（プラスの促進剤）から得られる細孔径が小さい触媒空隙率が適切である。全体のガソリン収率を最大にするために、C3およびC4アルケンはSasolでオリゴマー化されている。しかしながら、例えば重合プロセスにおいて化学物質として使用するためにオレフィンを回収することは、今日では有利である。鉄触媒開発の第2の方向は、炭化水素生成物の大部分が反応条件下で液相にある低反応温度で使用される最高の触媒活性を目的としている。典型的には、そのような触媒は、硝酸塩溶液からの沈殿によって得られる。キャリヤーの高い含量は、機械的強度および細孔を充填する液体生成物中の反応物質の容易な物質移動のための広い孔を提供する。主な生成物画分はパラフィンワックスであり、これはSasolの市販のワックス材料に精製されている。しかし、それはまた、高品質のディーゼル燃料に非常に選択的に水素化分解することができる。従って、鉄触媒は非常に柔軟である。

ルテニウム
ルテニウムは、FT触媒の中で最も活性がある。それは最も低い反応温度で働き、最も高い分子量の炭化水素を生成する。これは純粋な金属としてフィッシャー・トロプシュ触媒として作用し、いかなる促進剤も伴わずに、フィッシャー・トロプシュ合成の最も単純な触媒系を提供し、機械的な結論が最も簡単であるべきである。ニッケルと同様に、選択性は高温で主としてメタンに変化する。その高い価格と限られた世界資源は、工業的適用を除外する。ルテニウム触媒を用いた系統的フィッシャートロプシュ研究は、フィッシャートロプシュ合成の基礎のさらなる探究に実質的に貢献するはずである。 CO / H2混合物を脂肪族（長鎖）炭化水素に変換するフィッシャー・トロプシュ触媒であるために、ニッケル、鉄、コバルト、およびルテニウムの金属に共通するものは何か一段階の反応で用語「一段階反応」は、反応中間体が触媒表面から脱着されないことを意味する。特に、炭化物が多いアルカリ化鉄触媒は、ちょうど金属のルテニウム触媒と同様の反応をもたらすことは驚くべきことである。

HTFTとLTFT
高温フィッシャー・トロプシュ（HTFT）は、330〜350℃の温度で作動し、鉄系触媒を使用する。このプロセスは、石炭から液体へのプラント（CTL）でSasolによって広く使用されていました。低温フィッシャー・トロプシュ（LTFT）は、より低温で操作され、鉄またはコバルトベースの触媒を使用する。このプロセスは、マレーシアBintuluのShell社が運営・建設した最初の統合型GTLプラントで使用されていることで最もよく知られています。

研究開発
Choren Industriesは、Shell Fischer-Tropschプロセス構造を使用して、バイオマスを合成ガスおよび燃料に変換するプラントをドイツに建設しました。 2011年には、このプロセスの非実用性のために会社は破産した。

原則としてバイオマスガス化（BG）とフィッシャー・トロプシュ（FT）合成を組み合わせて、再生可能な輸送用燃料（バイオ燃料）を製造することができる。

米国空軍の認証
Syntroleumは米国の上場企業で、オクラホマ州タルサ近郊のデモンストレーション工場で天然ガスと石炭を使用したフィッシャー・トロプシュ法によるディーゼル燃料とジェット燃料を40万USガロン（1,500,000 L）以上生産しています。 Syntroleumは、米国、中国、ドイツの石炭から液体への工場や、国際的にガス・ツー・リキッドプラントを通じ、フィッシャー・トロプシュ技術をライセンス供与しています。天然ガスを供給原料として使用して、超清浄で低硫黄の燃料は、米国エネルギー省（DOE）および米国運輸省（DOT）によって幅広く試験されています。

二酸化炭素の再使用
二酸化炭素は、FT触媒の典型的な供給原料ではない。水素と二酸化炭素は、コバルトベースの触媒上で反応し、メタンを生成する。鉄系触媒では、不飽和短鎖炭化水素も生成される。触媒の担体に導入すると、セリアは逆水性ガスシフト触媒として機能し、反応の収率をさらに増加させる。短鎖炭化水素は、固体酸触媒、例えばゼオライトよりも液体燃料にアップグレードされた。

プロセス効率
従来のFT技術を使用して、プロセスは80％効率に理想化された約60％の効率でGTL設備で60％で理想化されたCTL設備について、炭素効率25〜50パーセントおよび熱効率約50％の範囲にある。

自然界のフィッシャー・トロプシュ
フィッシャー・トロプシュ（Fischer-Tropsch）型プロセスも、小惑星内のDNAとRNAの構成要素のいくつかを生成したことが示唆されている。同様に、自然界に存在するFTプロセスもまた、非生物原油の形成にとって重要であると記載されている。