Заменить слова и сохранить регистрозависимость найденной строки

Вы можете использовать что-то подобное, заменив для каждого случая отдельно:

<?php
     $file_content = "Employees are employees_category MyEmployees kitEMPLOYEESMATCH";
     $f = 'employees';
     $r = 'vehicles';

     $res = str_replace($f, $r, $file_content); // replace for lower case
     $res = str_replace(strtoupper($f), strtoupper($r), $res); // replace for upper case
     $res = str_replace(ucwords($f), ucwords($r), $res); // replace for proper case (capital in first letter of word)
     echo $res
   
?>

Хотя ответ SJ11 привлекателен своей краткостью, он склонен к непреднамеренным заменам уже замененных подстрок, хотя это невозможно с образцами данных OP.

Чтобы гарантировать, что замены не будут заменены, вы должны сделать только один проход по входной строке.

Для удобства я включу preg_quote(), чтобы шаблон не нарушался, когда значение $r содержит символы со специальным значением в регулярном выражении.

Код: (Демо ) ( Демо PHP7.4)

$file_content = "Employees are employees_category MyEmployees kitEMPLOYEESMATCH";
$f = 'employees';
$r = 'vehicles';

$pattern = '~('
           . implode(
               ')|(',
               [
                   preg_quote($f, '~'),
                   preg_quote(ucfirst($f), '~'),
                   preg_quote(strtoupper($f), '~')
               ]
           ) . ')~';
$lookup = [
    1 => $r,
    2 => ucfirst($r),
    3 => strtoupper($r)
];

var_export(
    preg_replace_callback(
        $pattern,
        function($m) use ($lookup) {
            return $lookup[count($m) - 1];
        },
        $file_content
    )
);

Вывод: (одинарные кавычки взяты из var_export())

'Vehicles are vehicles_category MyVehicles kitVEHICLESMATCH'