ANHYDROUS CONVERSION OF METHANE AND OTHER LIGHT ALKANES INTO METHANOL AND OTHER DERIVATIVES, USING RADICAL PATHWAYS AND CHAIN REACTIONS WITH MINIMAL WASTE PRODUCTS

Reagents and methods with low thermodynamic barriers can convert lower alkanes such as methane into methanol or other derivatives. One system uses a small quantity of a non-salt radical initiator such as Marshall's acid, a di-acid peroxide that can be split into two radicals. These radicals will remove hydrogens from methane, to generate methyl radicals. Sulfur trioxide is added, and methyl radicals combine with it to form methylsulfonate radicals. Methane is added, and the methylsulfonate radicals will remove hydrogens from it, to form stable methanesulfonic acid (MSA) while creating new methyl radicals to sustain the chain reaction. MSA that is removed can be sold or used, or it can be split into methanol (which can be used on site, or shipped as a liquid) and sulfur dioxide (which can be oxidized to sulfur trioxide and returned to the reactor). This anhydrous system creates no salts and minimal waste. An alternate system uses a bi-functional reagent with electrophilic and nucleophilic domains (such as a bromate-sulfate compound) to create coordinated proton and electron shifts in methane, using symphoric and anchimeric effects to create transitional intermediates with low energy barriers, allowing selective formation of intermediates that can be cracked to release methanol. Either system can improve the selectivity and yield of methanol from methane. Réactifs et procédés possédant des barrières thermodynamiques basses capables de convertir des alcanes inférieurs, tels que méthane, en méthanol ou d'autres dérivés. Un système met en application une petite quantité d'un radical initiateur autre qu'un sel et tel qu'un acide de Marshall, un peroxyde di-acide pouvant être utilisé en deux radicaux. Ces radicaux vont extraire l'hydrogène de méthane afin de générer des radicaux méthyle. Après apport de trioxyde de soufre, ces radicaux méthyle se combinent à ce dernier afin de former des radicaux de méthylsulfonate. On effectue l'apport de méthane et les radicaux de méthylsulfonate suppriment l'hydrogène de méthane afin de produire un acide méthanesulfonique stable (MSA), tout en créant de nouveaux radicaux méthyle afin d'entretenir la réaction en chaîne. L'acide méthanesulfonique extrait peut être vendu ou utilisé ou divisé en méthanol (pouvant être utilisé sur place ou transporté sous forme liquide) et dioxyde de soufre (pouvant être oxydé en trioxyde de soufre et retourné au réacteur). Ce système anhydre ne crée aucun sel et minimise les déchets. Un autre syst