В чем может быть причина вылетания 3-й передачи на КПП от ВАЗ2109?

Синхронизаторы
если перебрал КПП то возможно не правильная сборка (не туда была установлена шайба или вообще не поставили)

При самопроизвольном выключении передач основными причинами могут быть:
-Повреждение или износ торцев зубьев синхронизаторов на шестерне и муфте
-Повышенные колебания силового агрегата на опорах из-за трещин или расслоения резины на задних опорах
-Недовключение передач из-за неправильной регулировки привода переключения передачи, неправильной установки (натягивания) защитного чехла тяги
Для устранения этих неисправностей необходимо заменить изношенные или поврежденные детали или отрегулировать привод.

муфта ---износ вилки---подшипники промежуточного вала

Все что написано выше правильно, но это следствие, а не причина. А причина приводящая к этому - безграмотное переключение передач. При резком (быстром) переключении передач быстро изнашиваются зубья синхронизаторов. На зубьях появляется обратный угол (скос) , который и приводит к выталкиванию передачи. Резко (быстро) переключают передачи гонщики - так у них и не стоят в коробке синхронизаторы специально. При переключении с нижней на верхнюю передачу на нейтрали надо давать небольшую выдержку, а вот при переходе вниз надо или очень быстро переключать или давать подгазовку на нейтрали. К сожалению сейчас почти все водители не знают что происходит в КПП при переключениях и поэтому эксплуатируют ее безграмотно. Если много писать то читать утомительно. Если вы интересуетесь - дайте знать - я поподробней опишу вам поцесс работы коробки и приемы грамотного (безизносного) переключения передач.

Синхронизаторы смотреть надо.

у меня вторая передача вылетала, дело было в синхронизаторе

не знаю, перебирать надо