焦炭塔是延迟焦化中的主要设备，是典型承受热和力循环载荷的压力容器。在生产过程中，持续交变的加热和冷却给焦炭塔裙座和筒体连接部位带来了很大的耦合应力，引起了很多结构失效问题。目前很多在役的焦炭塔处于超期的工作状态，因此为了安全高效生产，对焦炭塔进行安全和可靠性分析非常重要。本文主要以中石油独山子石化分公司某焦炭塔的结构参数和原始操作参数为依据，以焦炭塔筒体和裙座连接部位为研究对象，应用ANSYS和Workbench有限元分析软件建立有限元模型，模拟分析主要操作阶段的瞬态温度场变化及相对应下的热力耦合应力；并以耦合下的应力计算结果为基础，结合塔体材料的S-N曲线，对焦炭塔进行疲劳寿命计算；同时运用蒙特卡罗随机有限元法和应力和强度干涉理论，以随即抽取的载荷温度（Ti）和压力(Pi)变量为边界条件，确定最大耦合应力概率密度分布函数，完成了结构的可靠度计算。计算结果表明焦炭塔筒体和裙座连接部位轴向上存在较大的温差，一个生产周期中的最大耦合应力出现在筒体和裙座连接处夹角的内外两侧；疲劳计算得出焦炭塔的寿命约为30年；运用应力和强度干涉理论计算得出筒体和裙座连接部位的可靠度约为0.95076。