As duas formas sanatório e cenatório estão corretas, contudo seus significados são diferentes.
Ou seja, ambas as palavras são válidas, devendo, no entanto, ser usadas em diferentes situações.
Sanatório é um substantivo – significa estabelecimento ou residência, apropriada para doentes ou convalescentes.
Levem-no, e mantenham-no fechado no sanatório.
Estive em um sanatório por três meses.
Cenatório é um adjetivo – significa relativo a ceia, próprio de ceia.
Acontece no menu cenatório de Natal.
Referências
Sanatório advém do latim sanatoriu.
Cenatório advém do latim coenatorius.