本发明是提供一种余压利用的天然气净化系统及净化工艺，以提高天然气压力能利用率，降低系统能耗。一种余压利用的天然气净化系统，包括脱硫设备、冷凝器、第一加热器、第二加热器、重烃膜分离器、膨胀发电机和用于脱除二氧化碳气体的一级膜分离器；所述一级膜分离器的进气口依次经第一加热器、冷凝器与所述脱硫设备的出气口相连接，所述重烃膜分离器的进气口经第二加热器与一级膜分离器的渗透气出口相连接，所述重烃膜分离器的剩余气出口与冷凝器的进气口连接；所述膨胀发电机的进气口与一级膜分离器的剩余气出口相连接，所述膨胀发电机的出气口与冷凝器的冷却介质入口连接。本发明可以获得更大的经济效益。