In diesen befinden sich die wachsenden Polymerpartikel (die den Katalysator enthalten) direkt in einem gasförmigen Medium, das im Wesentlichen aus dem Monomer besteht.
Die Polymerisation findet streng genommen nicht in der Gasphase statt, sondern lediglich das Medium ist gasförmig. Die chemische Reaktion läuft weiterhin in den Mikroreaktoren ab, aus denen jedes einzelne Partikel des Trägers, des Katalysators und des wachsenden Polymers besteht.
Durch den direkten Kontakt der wachsenden Partikel mit dem Monomer entfällt natürlich der Bedarf an Lösungsmitteln oder Trägern und damit auch an Anlagen zu deren Rückgewinnung und Wiederaufbereitung, was entsprechende Einsparungen bei den Investitions- und Betriebskosten mit sich bringt. Wie zu erwarten ist, muss bei diesen GPP-Verfahren dem Problem der Abführung der Reaktionswärme größere Bedeutung beigemessen werden, da sie im Gegensatz zu den SP-Verfahren nicht über einen flüssigen Zwischenstoff oder Träger mit höherer spezifischer Wärmekapazität und einem höheren Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Partikel und Fluid verfügen.
Die Unterschiede zwischen den verschiedenen GPP-Verfahren liegen gerade darin, wie die Entnahme der Reaktionsenergie erfolgt.
Im GPP-Verfahren von BASFwird ein vertikaler, gerührter Tankreaktor eingesetzt,um den Gas-Feststoff-Kontakt zu fördern und die Bildung von Heißzonen zu vermeiden. Dies geschieht mithilfe einer patentierten Mischvorrichtung, die im Wesentlichen aus einer spiralförmigen Schnecke mit großer Oberfläche besteht.
Die Reaktionswärme wird durch Verdampfung von flüssigem Propylen abgeführt, das dem Reaktor kontinuierlich zugeführt wird. Das verdampfte Monomer wird aus dem Reaktor abgezogen und über einen externen Wasserkühlkreislauf kondensiert, um anschließend in den Reaktor zurückgeführt zu werden.
Zur besseren Regelung der Reaktionstemperatur wird flüssiges Propylen kontinuierlich auf das System aus in gasförmigem Monomer schwebenden Partikeln gesprüht.
Das Gemisch aus polymerisierten Partikeln und Gas aus dem Reaktor wird in regelmäßigen Abständen entnommen und einem Zyklon zugeführt, um das Gas von den Partikeln zu trennen. Das Gas wird erneut komprimiert und in den Reaktor zurückgeführt. Die Partikel können – je nach Größe und Größenverteilung – direkt verkauft oder zuvor durch Extrusion pelletiert werden. Die geringe Geschwindigkeit des verdampften Monomers im Rückführkreislauf (1 bis 2 cm/s) verhindert sowohl die Fluidisierung als auch den Mitreiß der Reaktionspartikel in den äußeren Kühl- und Kondensationsbereich.
Beim GPP-Verfahren von AMOCO handelt es sich bei dem Reaktor um einen horizontalen Rührkessel, ähnlich dem, der in der PE-Technologie desselben Unternehmens zum Einsatz kommt. Die verschiedenen Kammern ermöglichen unterschiedliche Werte für Temperatur und Gaszusammensetzung in jeder einzelnen Kammer. Die Reaktionswärme wird durch Verdampfung von flüssigem Propylen und/oder anderen leichten Verdünnungsmitteln wie Isobutan oder Isopentan abgeführt. Die Temperatur wird durch die Steuerung der Einspritzung der zu verdampfenden Flüssigkeit, die auf das Partikelbett gesprüht wird, sowie der Katalysatorzufuhr geregelt.
Das Endprodukt wird zur Weiterverarbeitung weitergeleitet, wo Zusatzstoffe hinzugefügt und es pelletiert wird.
Beim UNIPOL-PP-Verfahren von Union Carbide kommt ein Wirbelschichtreaktor zum Einsatz, der dem bereits beschriebenen Reaktortyp für die Technologien desselben Unternehmens zur Herstellung von LLDPE und HDPE entspricht, allerdings mit einigen Anpassungen hinsichtlich der Katalysatoren, die zur Polymerisation von PP verwendet werden.