延迟焦化属于炼厂二次加工方式,其工艺简单,成本低,被广泛应用在重质油的加工中,同时也是提高炼油厂轻质油收率的重要手段。焦炭塔是延迟焦化装置的关键设备。焦炭塔的安全运行是焦化装置稳定运行的前提。本文应用ABAQUS软件,通过子程序的定义对焦炭塔进行了动力学分析并模拟出了焦炭塔工作周期内的温度变化、应力变化。对焦炭塔的动力学分析采用瞬态模态分析。先通过Lanczos求解器提取焦炭塔的前100阶振型,再利用振型叠加法求解结构对载荷的响应。结果表明焦炭塔在x方向上有显著作用的是第8阶模态,在Z方向上有显著作用的是第7阶模态,y方向的响应不明显。在风压作用下,最大节点位移出现在塔体顶部,最大值为0.788mm。在加载与卸载后较短时间段内,结构产生沿载荷方向、频率为10Hz的振动。这是由焦炭塔的固有频率决定的。对焦炭塔的应力分析采用顺序耦合分析,先分别对焦炭塔工作过程中的五个阶段进行温度场分析,五个阶段中焦炭塔的径向温差均较小,为1-4℃,轴向温差则在不同阶段表现出不同的特点：试压阶段和生焦阶段轴向温度分布比较均匀,轴向温差均在10℃左右,油气预热和吹汽阶段塔顶的温度高于塔底,前者轴向温差达51℃,后者轴向温差为18℃；水冷阶段塔体自下而上冷却,存在一个高温度梯度截面,这个截面随着冷焦水的增多而上升,直至整个塔体温度降为80℃左右。几个阶段的应力结果与温度场分布有着密切的关系。试压、油气预热、生焦的初始阶段比较类似,都处于温度上升阶段,最大应力出现在裙座部位,分别为183.6MPa、242.7MPa、250.4MPa,且焊缝处应力大于筒体。吹汽阶段塔体温度下降,焊缝处应力小于筒体应力。水冷阶段的应力分布类似于温度分布,存在一个随冷焦水不断移动的高应力截面。最大应力达400.4MPa,超过了材料的屈服极限,出现了局部塑性变形。这种条件下经过反复循环,会出现“热应力棘轮”现象,塑性变形经过不断积累,最终造成焦炭塔的鼓胀现象。