金属硫化物是加氢过程中常用的催化剂  ，如铁系化合物中的一种非计量化学相Fe 1-x S在煤直接液化中起催化作用，并且价廉易得、活性相对较高、环保、无毒。液化过程中Fe 1-x S主要是铁与S或H 2 S 反应所得。因此，在煤的液化过程中，煤中硫非但对液化过程影响很小，而且在一定程度上对煤直接加氢液化反应起着重要的作用。有时甚至为了提高液化催化剂的活性，还要加入硫作为助剂。

煤中含有硫化铁硫和有机硫，在直接加氢液化反应时，煤中的有机硫，如硫醇S或硫醚S及部分硫化铁硫在400℃分解逸出，与氢发生反应生成H 2 S，这一过程可促进Fe 1-x S 的生成，并直接与煤分子中某些含氧官能团如醚键作用，起到催化加氢裂解的作用。同时，Fe 1-x S的金属空位又是H 2 S的脱附中心，能与H 2 S协同作用促进加氢，对H 2 S的分解有诱导作用，可以弱化H—S键，促使H 2 S分解，分解后产生的新H 2 要比原料气的氢分子活泼得多，能够与煤裂解产生的自由基碎片相结合，防止自由基碎片间缩合反应的发生，促进液化反应的进行。此外，在高温、高压下，H 2 S电离产生活性氢原子所需能量仅为直接电离H 2 所需能量的一半，更容易产生活性氢原子。

可见，煤中硫、矿物质及体系中H 2 的共同作用，能催化煤液化反应。但是，催化剂对化学反应的催化作用有最佳量。低于该量，催化作用不明显，甚至显示不出催化作用；超过该量，催化作用效果不再增加，有时甚至还下降。当煤中硫质量分数为1.15%～6.65%，油产率和总转化率随硫含量的增加而增加；当煤中硫质量分数为7.50%时，油产率和总转化率反而减小。