一、国内发展历程
1.建国前后的发展
1937年，日本人在锦州石油六厂引进德国以钴催化剂为核心的F-T合成技术建设煤制油厂。
1943年投运并生产原油约100 t/a，1945年日本战败后停产。
1949年新中国成立后，我国重新恢复和扩建锦州煤制油装置，采用常压钴基催化剂技术的固定床反应器，水煤气炉造气，1951年生产出油，1959年产量最高时达4.7万吨/年(70台箱式反应器)，并在当时情况下获得了可观的利润。
1953年，中国科学院原大连石油研究所进行了4500 t/a的铁催化剂流化床合成油中试装置，但技术未过关(催化剂磨损、粘结)。
1959年大庆油田的发现，影响我国合成油事业的发展，1967年锦州合成油装置停产。
2.新时期中国科学院煤制油(费托合成)的开发过程
80年代初，我国重新恢复了煤制油技术的研究与开发。中国科学院山西煤炭化学研究所提出将传统的F-T合成与沸石分子筛相结合的固定床两段合成工艺(MFT工艺)，与此同时，开发出F-T合成沉淀型铁基工业催化剂和分子筛催化剂。
80年代末期在山西代县化肥厂完成100 t/a工业中试，1993～1994年间在山西晋城第二化肥厂进行了2000 t/a工业试验，并产出合格的90号汽油。
从90年代初开始，研究由合成气在F-T合成反应器中经新型钴基催化剂最大程度地合成重质烃，再将重质烃通过加氢裂解装置获得柴油、煤油并副产高附加值的润滑油和微晶蜡。
1993～1994年间进行了2000 t/a固定床两段法煤基合成汽油工业试验，一段F-T合成采用列管式固定床反应器，使用沉淀型铁催化剂[Φ2.5×(5～10)mm]，二段采用ZSM-5分子筛重整制汽油。
90年代初进一步开发出新型高效Fe-Mn超细催化剂，在1996～1997年间完成连续运转3000 h的工业单管试验，汽油收率和品质得到较大幅度的提高。同时，提出了开发以铁基催化剂和先进的浆态床为核心的合成汽、柴油技术与以长寿命钴基催化剂和固定床、浆态床为核心的合成高品质柴油技术、煤制油工业软件和工艺包、煤制油全流程模拟和优化、工业反应器的设计等，有效地提高合成油工业过程放大的成功率。
1997年，开始研制新型高效Fe/Mn 超细催化剂（ICC-IIA，B)。
1998年以后，在系统的浆态床实验中开发了铁催化剂(ICC IA)。
1999-2001年:共沉淀Fe/Cu/K (ICC-IA)，Fe/Mn催化剂定型中试。
2001年ICC IA催化剂实现了批量规模生产，新型铁催化剂ICC IB也可以批量规模廉价生产，各项指标超过了国外同等催化剂。另外，还开展了钴基合成柴油催化剂和二段加氢裂化工艺的研究，完成了实验室1500 h寿命试验，达到了国外同类催化剂水平。同时开展了用量子化学计算原理在催化机理方面的、流体力学计算原理在反应器等关键设备结构方面的研究和应用。
2000-2002年，建立了一套千吨级规模(700 t/a)的合成油中间试验装置，并进行了多次1500 h的连续试验。在这个中间试验平台上，获取了工业设计数据。
2004年10月23日，以陈俊武院士为组长的专家组在山西太原对煤化所承担的中科院重大创新项目“煤基液体燃料合成浆态床工业化技术”中的合成技术进行了成果鉴定。
2005年9月通过了国家科技部验收。经过3年多的努力，在中科院重大项目计划、国家“863”计划、飞禽走兽老虎机：政府以及企业的共同支持下，中科院山西煤化所科学家团队已经研发出了ICC-IA和ICC-IIA高活性铁系催化剂及其在千吨级规模上的生产技术、高效浆态床反应器内构件、催化剂在床层中的分布与控制、产物与催化剂分离等关键技术，全面达到了国际同类先进水平。
至此，中国费托合成油的知识产权已经确立，其成果涵盖了国际先进的煤间接液化所有核心技术，中国科学院至少有三代科学家为此奋斗了三十年。
3.兖矿集团煤制油(费托合成)开发过程
2002年下半年开始，兖矿集团也加入了中国合成油工艺开发的行列，2002年下半年在上海组建上海兖矿能源科技研发有限公司，开展煤间接液化制油技术的研究与开发工作，2003年6月开发了，煤间接制油铁基催化剂，中试厂设在兖矿集团的鲁南化肥厂，5000吨/年工业试验装置连续运行4607 h，总共运行6700个小时。2005年1月29日，兖矿低温浆态床技术通过科技成果鉴定。
4.中国科学院煤制油(费托合成)的产业化过程
在中国科学院的产业化项目“五个一工程”中，煤制油(费托合成)列为首项，飞禽走兽老虎机：政府和内蒙古自治区政府始终积极支持了这项工程。
2005年在中科院煤化所在北京蜂蜜研究所招标建设16万吨煤制油示范厂工程建设，伊泰、潞安、神华三个煤业集团参加了投标。
2006年进行伊泰、潞安、神华三个示范厂的工程建设的设计。中国科学院山西煤化所是这些工程的主导单位，其中费托合成的工艺包由中国科学院山西煤化所提供，油品加工的工艺包由抚顺炼油设计院提供。
民营企业伊泰集团大力支持中国科学院的煤制油产业化进程，投资在内蒙东胜的大路区建设年产16万吨的煤制油示范装置，并且在太原成立中科合成油公司，为打开中国煤制油费托合成的局面起到了开路先锋的作用。
2006年12月，中科合成油在安徽淮南成立催化剂有限公司。
中科合成油工程公司负责费托合成工艺的设计，气化和油品加工分别由宁波工程公司、抚顺炼油设计院、华泰工程公司、中国石化北京工程公司等单位承担。
采用中国科学院开发的费托合成油技术，伊泰、潞安、神华三个煤基合成油项目是国家“863”高新技术项目和中科院知识创新工程重大项目的延续。这三个装置的规模都在16-18万吨/年，产品为柴油、石脑油和LPG。
2009年，伊泰和潞安装置已经先后开车运行。
2009年3月20日至4月8日，伊泰项目首先开车；2009年9月21日至2010年3月13日为第二次开车；共生产50000吨优质油品。2010年5月2日起第三次开车，目前已经实现满负荷生产。
二、间接液化的关键技术
间接液化的主要关键技术为浆态床等温反应器和催化剂。
1.等温反应器
反应器有固定床、循环流化床、固定流化床、浆态床等多种技术，目前反应器采用浆态床技术，主要特点为：
①温度较低(200~250°C)，用内锅炉式水冷控温简便、灵活，反应液床层温度控制的波动小(可以在±1°C以内)；这种锅炉式的反应器在国内化学工业中有几十年的丰富经验，成熟可靠；在反应器放大时的相似性强，因此放大比较容易；
②操作压力不高(2.0-2.5 Mpa)，床层压降低；从而可以使结构简单，制造成本低；
③H2/CO比低(铁催化剂为1.5-1.7)，用水煤气部分变换来调节这个比例；
④在线添加和转移催化剂，催化剂用量约为固定床的30%，催化剂的消耗也比较低，即可以做到1.0Kg/t油；
⑤开停车时间短，运行成本较低，同等条件下较固定床成本低40%。
2.催化剂
费托合成催化剂是合成油的关键技术，它是一个复杂的体系，将近上百年来，人们对它的研究不断，性能在不断提高。我国在费托催化剂的研究方面，已经有二十多年的历史，近年来这方面的研究十分活跃，国内的一些科研机构、大学对这类催化剂进行了大量的研究。其中，中国科学院系统的山西煤化所和大连化物所、兖州集团的研究所、以及国内多所大学都出现了大批成果。有的单位对这些在研的催化剂进行分代标记，说明这些在研的催化剂在不断进步，性能在不断提高。
但是，我们不能认为已经研究的催化剂都是可以工业化的，原因是这些在研的催化剂除个别外，大部分是理论研究的结果，它们偏重于转化率、收率方面的研究，对于在长时间大规模工业条件下的运行，没有实践经验，即没有长时间下的强度、抗毒性、抗衰减能力、液固分离能力、再生能力等工业化性能的考验。恰恰是这一点，决定了这种在研催化剂工业化使用的命运，也决定了这条工艺路线或所用工业装置的命运。如果认为可以随便加入到运行的系统中去，其后果是难以预料的。
（1）催化剂的成分
费托合成催化剂是由活性成分、载体和助剂组成，见表1。
表1 费托合成催化剂的构成
传统费托合成催化剂是以铁基或钴基金属为主要成分，主要产物是直链烷烃、烯烃、少量芳烃及副产水和二氧化碳，因而所得产品组成复杂，选择性较差，轻质液体烃少，重质石蜡烃较多。长久以来，为提高催化剂的活性，人们通常将催化剂担载在载体上，并加上适当的助剂。
F-T合成中铁可以形成碳化铁和氧化铁，然而真正起催化作用的是碳化铁。铁系催化剂通常在两个温度范围内使用。低于553K时在固定床或浆态床中使用，此时的铁催化剂完全浸没在油相中;高于593K时在流化床中使用，温度将以最大限度地限制蜡的生产为界限。
铁基催化剂一般以沉淀铁的形式作为催化剂，而沉淀铁催化剂在实际应用中会碰到两个主要的问题：低的催化剂密度(与产物蜡相近)和低的抗磨损能力，前者会导致催化剂很难在反应体系中分离，而后者则会使催化剂颗粒过细而堵塞分离器，见表2。
表2 费托合成通用催化剂的特性比较
不同温度下进行费托反应得到的产物是不同的。见表3。
表3 SASOL铁系催化剂的典型产物选择性
（2）活性组分
费托合成催化剂的活性金属主要是第Ⅷ族过渡金属元素，由于价格和催化性能等原因，目前工业化的催化剂主要是 Fe系催化剂和 Co 系催化剂。金属铁储量丰富、价格低廉，有利于生成低碳烯烃，但 Fe 催化剂对水煤气变换反应具有高活性，链增长能力较差，反应温度高时催化剂易积炭中毒。金属 Co加氢活性与 Fe 相似，具有较高的 F-T 链增长能力，反应过程中稳定且不易积炭和中毒，产物中含氧化合物极少，水煤气变换反应不敏感等特点，但金属 Co 价格相对高，对温度要求较高，必须在低温下操作，使反应速率下降，导致时空产率较低，且产品中烯烃含量较低。两种或多种金属催化剂是近十年研究的新方向，目的是利用双金属间的协同效应，制备高活性、高选择性、高稳定性的催化剂。
金属Ru是活性最高的F-T催化剂，其优点是低的反应温度和优异的链增长能力，以及一定条件下可达到90%以上的C+5选择性〔28~30〕，但非常有限的自然资源以及昂贵的价格限制了它作为工业催化剂的应用，因此仅有理论研究的价值.
（3）载体
SiO2、Al2O3、TiO2、MgO、分子筛和活性炭等均作为 Fe、Co 催化剂的载体或结构助剂使用，在催化剂中起着隔离、阻止活性组分烧结，增加催化剂强度和提高空隙率的作用。载体研究的重要性表现在：
①载体的比表面积、酸碱性、孔结构、强度和载体与金属间的相互作用等都是影响费托合成催化剂活性和产物选择性的重要因素。
②载体的比表面积大和强度高，可提高催化剂活性成分的分散度，从而可提供飞禽走兽老虎机的活性位和提高催化剂的稳定性。
③酸碱性主要影响反应物和产物的吸附与脱附，进而影响反应产物的选择性。
④载体孔径大有益于重质烃的生成，但浓度梯度增大，内扩散影响大;载体孔径小易堵塞，降低催化剂活性。
⑤载体若易与金属活性组分形成难还原的表面化合物，则会使催化剂难以还原。所以，选择合适的载体对费托合成催化剂的开发具有非常重要的意义。
（4）助剂
①碱性金属助剂
碱性金属助剂主要应用于 Fe 基催化剂，且对 Fe 基催化剂费托合成有显著的促进作用，促进效率大致与碱度成正比。这主要是由于添加了碱金属化合物后，增加了 Fe 基催化剂 CO的吸附热，降低氢的吸附热和加氢能力，相应 F-T 产物的平均相对分子质量、不饱和度增加，含氧化合物的生成增加，甲烷生成降低。
②稀土金属助剂
稀土元素因其具有一定的碱性和氧化还原性能，可修饰催化剂晶体表面，使 CO 离解容易，调节载体的酸碱性。故用作F-T 催化剂助剂时可以提高催化剂的活性和选择性。
③贵金属助剂
贵金属助剂一般较常应用于 Co 基催化剂中，提高 Co 的分散性、催化剂的活性和 C5+的选择性；提高 Co 含量，使催化剂活性先升高后降低。
④其他助剂
Cu助剂加入，提高 F-T 活性，但对产品的选择性没有明显影响。Cu 加入 Fe-Mn 催化剂中使渗碳速率增加，对催化剂稳定性活性没有明显的影响，使催化剂表面的碱性增加，有利于重质烃的生成，同时增加烯烷比。
Mn助剂，主要作用是碱性效应及结构助剂，能使 Co 催化剂的反应活性增加，提高 C5+ 的选择性，有利于低碳烯烃的生成，抑制甲烷及低碳烃的生成。
Ni助剂对共沉淀型 FeMnK/SiO2催化剂的结构性质和还原炭化行为的影响，结果表明，添加少量的Ni 助剂提高了催化剂的比表面积，降低了平均孔径，提高了氧的移除速率，增加了碳的引入量，获得更高的 F-T 合成反应活性。助剂研究的重要性表现在：
在费托合成中，Fe、Co基催化剂添加助剂，在催化剂研究中占有重要的地位。Co催化剂能避免转化率受CO变换反应产物水的抑制效应的影响，它比Fe催化剂更稳定，使用寿命长。但是获得合适的选择性，必须在低温下操作，导致反应速率下降、时空产率比Fe催化剂低，同时由于Co催化剂在低温下反应，产品中烯烃含量较低。较理想的催化剂在改变操作条件时应具有Fe催化剂的高时空产率和Co催化剂的高选择性和稳定性。
表4是铁基催化剂的典型性能。
表4 浆态床反应器典型最终产物选择性
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