本发明提出一种基于卷积神经元网络的甲酸反应精馏工艺过程故障诊断系统,属于化工过程智能制造领域；该系统以甲酸反应精馏工艺过程为运行模式识别与故障诊断对象,离线阶段从甲酸工艺过程中获取动态数据构成样本数据集,通过将样本数据集进行划分后构建以卷积神经元网络(CNN)为深度学习框架的运行模式与故障诊断系统,并采用在线数据进行故障的分类识别。本发明采用类别激活映射(CAM)表达动态运行数据特征与故障类别之间的映射关系,实现反应精馏工艺过程故障类别与过程变量之间因果可解释。本发明能够准确辨识基于反应精馏甲酸生产过程异常运行状态并进行有效预警与调控,进而为操作提供智能决策,从而实现甲酸反应精馏工艺过程的智能安全生产。