一般論的な話になりますが、航空会社は利益を出さねばなりませんから、新機材の導入で利益率が改善されるなら、機材の寿命がまだ残っていてもリプレイスを選択するでしょう。
とはいえ707も、民間でもまだ数十機は主に貨物機などで現役だったかと思います。

対して軍用機ことに給油機の場合、利益を出さなければならない民間と比べると性能的な意味での寿命は長いわけです。飛べて給油が出来ればとりあえずそれでいいわけですから。
もちろん古い機材なので維持費はかかるし、新機材の維持費はKC-135より安くなるのもわかってはいても米空軍もいろいろ物入りだし、新機材の調達コスト自体が上がっているしで、寿命限界を迎えていない使える機材をリプレイスするタイミングを判断するのは、なかなか難しかったのだと思います。
とはいえ更新の動きも当然あり、KC-Xは二転三転しつつ最終的にKC-46に落ち着きましたね。

なお厳密にはC-135系列の原型は707ではありません（707原型はC-137系列です）。
C-135系列と707は、両方とも原型の367-80から平行進化したような、いわば兄弟機という関係です。
通りすがり