Ещё в 1860 ... 1870-е годы один из самых блестящих химиков Франции Пьер Вертело впервые в лабораторных условиях сумел превратить в синтетическую нефтеподобную жидкость каменный уголь, смолу и древесину.
Немного позднее, в конце XIX-го века, к органической химии обратился другой известный французский химик Поль Сабатъе. Особенно его заинтересовали каталитические процессы, связанные с гидрированием, в результате которых ненасыщенные органические соединения становятся насыщенными. В частности он изобрел способ получения метана. Этот процесс представляет собой реакцию водорода с диоксидом углерода при повышенной температуре (но не выше 300 градусов по Цельсию, т.к. при более высокой температуре сдвигается термодинамическое равновесие и выход метана резко падает) и давлении в присутствии никелевого катализатора. В качестве более эффективного катализатора может применяться рутений с оксидом алюминия.
Процесс получения данного простейшего углеводорода, относящегося в этом случае к искусственным газообразным топливам, описывается химической реакцией: СО2 + 4Н2 <-> СН4 + 2H2O. В 1912 г. П. Сабатъе получил за это открытие Нобелевскую премию в области химии. В 1910 г. проблемой получения жидких топлив из твёрдых каустобиолитов, прежде всего, каменного и бурого углей, заинтересовался немецкий инженер - химик Ф. Бергиус. В августе 1913 г. он взял свой первый патент на технологию получения синтетического жидкого топлива (бензина) методом прямой гидрогенизации (насыщения водородом) угля в пылевидном виде. В 1913 г. был разработан также синтетический способ получения метанола из монооксида углерода (угарного газа)
СО и водорода
Н2 (основных горючих компонентов генераторного газа) на цинк-хромовом катализаторе при давлении 250 ... 350 кгс/см . Позднее, в 1923 г. этот процесс был осуществлен в Германии в условиях промышленного производства и в дальнейшем интенсивно развивался и совершенствовался во многих индустриально развитых странах мира.
Но пионерами газификации угля с целью производства синтетических химических веществ и топлив действительно в промышленных масштабах по праву считаются сотрудники Института кайзера Вильгельма по изучению угля (Германия), немецкие химики Франц Фишер и Ганс Тропш (см. Рис. 1).
Рис. 1. Франц Фишер (1877-1947 гг.) и Ганс Тропш (1889-1935 гг.)
Первые попытки получить синтетический бензин из газовой смеси монооксида углерода и водорода Фишер и Тропш предприняли ещё в 1911 г. К середине 1920-х годов их усилия были вознаграждены, а метод, получивший их имена, был описан авторами в 1926 г. в работе «О прямом синтезе нефтяных углеводородов при обыкновенном давлении».
Синтез углеводородов в этом случае идёт по реакции: nСО + 2nН2 <-> СnН2n + nН2О (в присутствии нике-левых и кобальтовых катализаторов) либо (в присутствии катализаторов на основе железа) по реакции: 2nСО + nН2 <-> СnН2n + nСО2 .
При необходимости, осуществляют дальнейшее гидрирование синтезированных углеводородов согласно реакции СnН2n +Н2 <-> СnН2n+2 . Синтетический бензин, полученный по методу Фишера - Тропша, в Германии называли «когазином» (от немецких слов «Kohle» - уголь, «Gas» - газ и «Bensin» - бензин). Уже в 1927 г. крупнейший немецкий концерн «I.G. Farben» в местечке Лёйне под г. Мерзебургом начал производство синтетических жидких топлив и масел по данной технологии. В конце 20-х годов прошлого века способы получения синтетических топлив, масел и смазок стали привлекать к себе внимание по другую сторону Атлантики. И уже в 1929 г. крупнейший в США нефтяной концерн «Standard Oil», принадлежащий семье Рокфеллеров, запустил в Америке аналогичное производство.