Dans ce cas, les particules de polymère en croissance (contenant le catalyseur) sont suspendues directement dans un milieu gazeux constitué essentiellement de monomère.
La polymérisation ne se produit pas, à proprement parler, en phase gazeuse, et en réalité, seul le milieu fluide est gazeux. La réaction chimique continue de se produire dans les microréacteurs qui constituent chacune des particules de support, de catalyseur et de polymère en croissance.
Naturellement, le contact direct des particules en croissance avec le monomère évite le recours à des solvants ou à des agents de transport et, par conséquent, à des unités de recyclage et de récupération de ceux-ci, ce qui se traduit par des économies en termes de coûts d’investissement et d’exploitation. Comme on peut logiquement le supposer, ces procédés GPP doivent accorder davantage d’importance au problème de l’évacuation de la chaleur de réaction, car ils ne disposent pas, contrairement aux SP, d’un intermédiaire ou d’un fluide-porteur présentant une chaleur spécifique plus élevée et un meilleur coefficient de transfert thermique particule-fluide.
C'est précisément dans la manière dont l'extraction de l'énergie de réaction est effectuée que résident les différences entre les divers procédés GPP.
Dans le procédé GPP de BASF,on utilise un réacteur à cuve verticale agité afin de favoriser le contact gaz-solide et d'éviter la formation de zones chaudes, grâce à un dispositif de mélange breveté consistant essentiellement en une vis hélicoïdale de grande surface.
La chaleur de réaction est évacuée par évaporation du propylène liquide qui est ajouté en continu dans le réacteur. Le monomère vaporisé est extrait du réacteur puis, grâce à un circuit de refroidissement externe à l'eau, condensé avant d'être renvoyé vers le réacteur.
Pour un meilleur contrôle de la température de réaction, le propylène liquide est pulvérisé en continu sur le système de particules en suspension dans le monomère gazeux.
Le mélange de particules polymérisées et de gaz provenant du réacteur est prélevé périodiquement, puis acheminé vers un cyclone afin de séparer le gaz des particules. Le gaz est recomprimé et recyclé vers le réacteur. Les particules, en fonction de leur taille et de leur distribution granulométrique, peuvent être vendues directement ou préalablement granulées par extrusion. La faible vitesse du monomère vaporisé en recyclage (1 à 2 cm/s) ne permet ni la fluidisation ni l'entraînement des particules réactives vers la zone externe de refroidissement et de condensation.
Dans le procédé GPP d'AMOCO, le réacteur est une cuve agitée horizontale, similaire à celle utilisée dans la technologie de cette même entreprise pour le PE. Les différents compartiments permettent de varier la température et la composition du gaz dans chacun d'entre eux. La chaleur de réaction est évacuée par évaporation du propylène liquide et/ou d’autres diluants légers tels que l’isobutane ou l’isopentane. La température est contrôlée en régulant l’injection du liquide à évaporer, qui est pulvérisé sur le lit de particules, ainsi que l’alimentation en catalyseur.
Le produit final est acheminé vers la chaîne de transformation pour l'ajout d'additifs et sa granulation.
Dans le procédé UNIPOL-PP d'Union Carbide, on utilise un réacteur à lit fluidisé, du type de celui déjà décrit pour les technologies de cette même société destinées au LLDPE et au HDPE, avec quelques modifications liées aux catalyseurs à utiliser pour la polymérisation du PP.