El problema son los valores `NaN` como creo que sospechas. `NaN` se representa realmente como un float, por eso el error al usarlo como índice para `calendar.month_name`. De hecho, la columna con los `NaN` no la puedes convertir a `int` sin perder los propios `NaN`.

Puedes lidiar con ello de diferentes formas, siguiendo tu razonamiento, una muy simple es comprobar en la función si el valor recibido (`x`) es o no un valor `NaN`:

    import pandas as pd
    import numpy as np
    import calendar
    
    
    df = pd.DataFrame({"Fecha": ("2015.01.12", 
                                 "2015.02.12",
                                 "2015.03.12",
                                 "not a date",
                                 "2015.09.12")}
                      )
    
    df["Month"] = df["Fecha"].str.extract('\.(\d{2})\.').astype(np.float)
    
    def month(x):
        return calendar.month_name[int(x)] if not np.isnan(x) else np.nan
    
    df['Month'] = df.Month.apply(month)
    
>     >>> df
>    
>
>             Fecha       Month
>     0  2015.01.12       enero
>     1  2015.02.12     febrero
>     2  2015.03.12       marzo
>     3  not a date         NaN
>     4  2015.09.12  septiembre


No obstante, yo no me complicaría tanto con regex y `calendar`, puedes en principio hacer esto con pandas de forma vectorizada con solo convertir las cadenas con las fechas a tipo `DateTime` y hacer uso del método [`pandas.Series.dt.month_name`][1].

Un ejemplo reproducible:

    import pandas as pd

   
    
    df = pd.DataFrame({"Fecha": ("2015.01.12", 
                                 "2015.02.12",
                                 "2015.03.12",
                                 "not a date",
                                 "2015.09.12")}
                      )
    
    df['Mes'] = (pd.to_datetime(df['Fecha'], format='%Y.%m.%d', errors="coerce")
                   .dt.month_name(locale='es_ES.utf8')
                   )

>     >>> df
>     
>                 Fecha         Mes
>         0  2015.01.12       Enero
>         1  2015.02.12     Febrero
>         2  2015.03.12       Marzo
>         3  not a date         NaN
>         4  2015.09.12  Septiembre

No se que idioma quieres para los nombres de los meses, pero puedes modificarlo especificando la localización que quieras mediante el argumento `locale`. Por defecto es `en_US`.

  [1]: https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/reference/api/pandas.Series.dt.month_name.html