為改善不利的熱力學和動力學因素、減少隔膜壓濾機設備和操作費用，節約資源和能源，分離過程與反應過程多種形式的耦合已經開發和應用。
化學吸收是反應和分離設備分離過程耦合的單元操作，當被溶解的組分與吸收劑中的活性組分發生反應時，增加了傳質推動力和液相傳質系效，因而提高了過程的吸收率，降低了設備的投資和能耗。
板式壓濾機中化學萃取是伴有化學反應的萃取過程。溶質與萃取劑之間的反應類型很多，例如絡合反應、水解、聚合、離解及離子積聚等。萃取機理也多種多樣，例如中性溶劑絡合、整合、溶劑、離子交換、離子締合、協同效應等。
反應和精餾結合成一個過程形成了蒸餾技術中的一個特殊領域——反應（催化）精餾。它一方面成為提高分離設備的分離效率而將反應和精餾相結合的一種分離操作；另一方面則成為提高反應收率而借助于精餾分離手段的一種反應過程。目前，隔膜壓濾機已從單純工藝開發向過程普遍性規律研究的方向發展。反應精值在過程工業的應用是很廣泛的，例如酯化、酯交換、皂化、胺化、水解、異構化、烴化、鹵化、脫水、乙酰化和硝化等過程。催化精餾的典型應用是甲基叔丁基醚的生產。
膜反應器是將合成膜的優良分離性能與催化反應相結合，在反應的同時，選擇性地脫除產物，以移動化學反應平衡，或控制反應物的加入速度，提高反應的收率、轉化率和選擇性。如隔膜壓濾機多孔陶瓷膜催化反應器進行丁烯脫氫制丁二烯，丙烯脫氫制丙二烯；對氧化反應，用膜控制氧的加入量，減少深度氧。膜反應器還用于控制生化反應中產物對反應的抑制作用，用膜循環發酵器進行乙醇等發酵制品的連續生產和用膜反應器進行輔酶反應等都具有很好的開發前景。
