本实用新型属于石油化工和环境保护技术领域，具体涉及一种油品净化膜过滤系统,包括顺序连通的初沉池、粗过滤装置、油品净化膜组件单元以及产油箱；所述的油品净化膜组件单元包括多个并联的亲油疏水膜组件；所述的亲油疏水膜组件包括进油口、产油口以及浓油出口；所述的进油口分别与所述的粗过滤装置以及反洗液收集装置连通；所述的产油口分别与气路清洗单元、油路清洗单元以及产油箱连通。本实用新型技术针对现有滤芯过滤精度低，孔径较大，一次过滤后油品不能达到设备使用标准提供一种过滤精度高，常温下脱水除杂质一次性完成的膜过滤系统和工艺。该系统流程短，能耗低，自动化程度高，占地面积小，易于行业内推广。